JP6537076B2 - Secretion signal peptide and protein secretion and cell surface display using the same - Google Patents

Secretion signal peptide and protein secretion and cell surface display using the same Download PDF

Info

Publication number
JP6537076B2
JP6537076B2 JP2016538422A JP2016538422A JP6537076B2 JP 6537076 B2 JP6537076 B2 JP 6537076B2 JP 2016538422 A JP2016538422 A JP 2016538422A JP 2016538422 A JP2016538422 A JP 2016538422A JP 6537076 B2 JP6537076 B2 JP 6537076B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
seq
amino acid
acid sequence
peptide
dna
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016538422A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPWO2016017736A1 (en
Inventor
近藤 昭彦
昭彦 近藤
誠久 蓮沼
誠久 蓮沼
健太郎 猪熊
健太郎 猪熊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe University NUC
Original Assignee
Kobe University NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe University NUC filed Critical Kobe University NUC
Publication of JPWO2016017736A1 publication Critical patent/JPWO2016017736A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6537076B2 publication Critical patent/JP6537076B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/80Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for fungi
    • C12N15/81Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for fungi for yeasts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/37Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from fungi
    • C07K14/39Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from fungi from yeasts
    • C07K14/395Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from fungi from yeasts from Saccharomyces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14Hydrolases (3)
    • C12N9/24Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2)
    • C12N9/2402Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2) hydrolysing O- and S- glycosyl compounds (3.2.1)
    • C12N9/2405Glucanases
    • C12N9/2434Glucanases acting on beta-1,4-glucosidic bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14Hydrolases (3)
    • C12N9/24Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2)
    • C12N9/2402Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2) hydrolysing O- and S- glycosyl compounds (3.2.1)
    • C12N9/2405Glucanases
    • C12N9/2434Glucanases acting on beta-1,4-glucosidic bonds
    • C12N9/2445Beta-glucosidase (3.2.1.21)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P21/00Preparation of peptides or proteins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P21/00Preparation of peptides or proteins
    • C12P21/02Preparation of peptides or proteins having a known sequence of two or more amino acids, e.g. glutathione
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12YENZYMES
    • C12Y302/00Hydrolases acting on glycosyl compounds, i.e. glycosylases (3.2)
    • C12Y302/01Glycosidases, i.e. enzymes hydrolysing O- and S-glycosyl compounds (3.2.1)
    • C12Y302/01021Beta-glucosidase (3.2.1.21)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K2319/00Fusion polypeptide
    • C07K2319/01Fusion polypeptide containing a localisation/targetting motif
    • C07K2319/035Fusion polypeptide containing a localisation/targetting motif containing a signal for targeting to the external surface of a cell, e.g. to the outer membrane of Gram negative bacteria, GPI- anchored eukaryote proteins

Description

本発明は、分泌シグナルペプチドならびにそれを利用したタンパク質の分泌および細胞表層提示に関する。   The present invention relates to a secretion signal peptide and the secretion and cell surface display of a protein utilizing the same.

近年、低炭素循環型社会実現の観点から、再生可能資源であるリグノセルロース系バイオマスからエタノールを製造する技術の導入が望まれている。その普及には、植物原料をエタノールに変換するための多段階の工程を統合し、効率化された、低コスト型同時糖化発酵プロセスの構築が急務である。   In recent years, from the viewpoint of realizing a low carbon recycling society, it is desired to introduce a technology for producing ethanol from lignocellulosic biomass which is a renewable resource. In order to disseminate it, it is urgently needed to construct an efficient, low-cost simultaneous saccharification and fermentation process by integrating multi-step processes for converting plant raw materials into ethanol.

この構築にあたり、例えば、セルラーゼ、ヘミセルラーゼ等の酵素を細胞表層に提示することで糖化能力を付与した酵母が作製されている。細胞表層提示技術としては、細胞表層局在タンパク質のGPIアンカータンパク質を利用する方法が挙げられる。このような細胞表層提示技術には、例えば、プロモーター、分泌シグナルペプチド、表層提示するための遺伝子、およびGPIアンカータンパク質の遺伝子を含む発現カセットが用いられる。   In this construction, for example, yeast having a saccharification ability is produced by presenting an enzyme such as cellulase or hemicellulase on the cell surface. Cell surface display techniques include methods using GPI anchor proteins of cell surface localized proteins. Such cell surface display technology uses, for example, an expression cassette containing a promoter, a secretion signal peptide, a gene for surface display, and a gene of GPI anchor protein.

GPIアンカータンパク質およびプロモーターについては、種々の報告がある(特許文献1〜4および非特許文献1〜5)。   There are various reports on GPI anchor proteins and promoters (patent documents 1 to 4 and non-patent documents 1 to 5).

分泌シグナルペプチドは、細胞膜、細胞壁に局在する、または細胞外に分泌されるタンパク質のN末端に存在しているペプチドである。タンパク質の分泌発現系においては、目的タンパク質の分泌シグナルペプチドを高効率な分泌シグナルペプチドと置換することで、発現効率及び発現成功率を上げることができることが報告されている。したがって、タンパク質の細胞表層提示系、および分泌生産系の高効率化において、分泌シグナルペプチドの高効率化は重要な要素である。   A secretory signal peptide is a peptide that is localized at the cell membrane, cell wall, or at the N-terminus of a protein secreted extracellularly. In the secretory expression system of protein, it has been reported that the expression efficiency and the expression success rate can be raised by replacing the secretory signal peptide of the target protein with a highly efficient secretory signal peptide. Therefore, high efficiency of the secretion signal peptide is an important factor in enhancing the cell surface display system of proteins and the secretory production system.

既存の酵母における高効率な分泌タンパク質発現系で用いられているサッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)由来の代表的な分泌シグナルペプチドとしては、例えば、α−因子(非特許文献6)由来の分泌シグナルペプチド(MFα prepro)が挙げられる。また、このα-因子由来の分泌シグナルペプチドを超える分泌能力を有するとされるサッカロマイセス・セレビシエ由来の分泌シグナルペプチドも報告されている(特許文献5)。   As a typical secretory signal peptide derived from Saccharomyces cerevisiae (Saccharomyces cerevisiae) used in a highly efficient secretory protein expression system in existing yeast, for example, a secretory signal peptide derived from α-factor (non-patent document 6) (MFα prepro). In addition, a secretion signal peptide derived from Saccharomyces cerevisiae, which is considered to have a secretory ability exceeding that of this α-factor-derived secretion signal peptide, has also been reported (Patent Document 5).

一方で、一般的に、分泌シグナルペプチドの分泌能力は、その前後に接続されるプロモーターおよびタンパク質との組み合わせによって大きく変動することが知られている。また、分泌能力の安定性を、分泌シグナルペプチド配列から予測することは現在のところ困難である。従って、ある特定のプロモーターおよびタンパク質との組み合わせでは高い分泌能力を発揮できた分泌シグナル配列であっても、他の組み合わせにおいてはその分泌能力が大きく低下するということが頻繁に起こりうる。   On the other hand, in general, it is known that the secretory ability of a secretory signal peptide largely fluctuates depending on the combination with a promoter and a protein connected thereto. Moreover, it is difficult at present to predict the stability of secretory capacity from secretory signal peptide sequences. Therefore, even in the case of a secretory signal sequence capable of exerting high secretory ability in combination with a specific promoter and protein, it may frequently occur that the secretory ability is greatly reduced in other combinations.

例えば、特許文献5において高効率とされる分泌シグナルペプチドの分泌能力とは、単一のプロモーター(HSP1プロモーター)および単一のタンパク質(ルシフェラーゼ)と組み合わせた場合の活性のみを指標として評価されたものである。   For example, the ability to secrete a secretory signal peptide, which is considered to be highly efficient in Patent Document 5, is evaluated using only the activity when combined with a single promoter (HSP1 promoter) and a single protein (luciferase) as an index. It is.

さらに、特許文献5において高効率とされる分泌シグナルペプチドの分泌能力とは、目的タンパク質を細胞外(培養上清)へ分泌させた場合の活性のみを指標として評価されたものである。   Furthermore, the ability to secrete a secretory signal peptide, which is considered to be highly efficient in Patent Document 5, is evaluated using only the activity when the target protein is secreted extracellularly (culture supernatant) as an index.

特開2011−160727号公報JP, 2011-160727, A 特開2008−86310号公報JP 2008-86310 A 特開2007−189909号公報JP 2007-189909 A 特開2005−245335号公報JP 2005-245335 A 特開2007−167062号公報JP, 2007-167062, A 特開2011−30563号公報JP, 2011-30563, A

Biotechnol. Lett.,2010年,第32巻,第1131-1136頁Biotechnol. Lett., 2010, 32, 1131-1136. Mol. Microbiol.,2004年,第52巻,第1413-1425頁Mol. Microbiol., 2004, 52, 1413-1425. Appl. Environmen. Microbiol.,1997年,第63巻,第615-620頁Appl. Environmen. Microbiol., 1997, 63, 615-620. Biotechnol. Lett.,2010年,第32巻,第255-260頁Biotechnol. Lett., 2010, 32, pp. 255-260. J. Bacteriol.,1997年,第179巻,第1513-1520頁J. Bacteriol., 1997, 179, 1513-1520. Protein Eng.,1996年,第9巻,第1055-1061頁Protein Eng., 1996, Vol. 9, pages 1055-1065. Appl. Microbiol. Biotechnol.,2006年,第72巻,第1136-1143頁Appl. Microbiol. Biotechnol., 2006, 72, 1136-1143. Nature Methods,2009年,第6巻,第343-345頁Nature Methods, 2009, 6, 343-345. FEMS Yeast Res.,2014年,第14巻,第399-411頁FEMS Yeast Res., 2014, 14: 399-411 Biotechnol. Biofuels,2014年,第7巻,第8頁Biotechnol. Biofuels, 2014, Volume 7, Page 8 Enzyme Microb. Technol.,2012年,第50巻,第343-347頁Enzyme Microb. Technol., 2012, 50, 343-347 J Biochem.,2012年,第145巻,第701-708頁J Biochem., 2012, 145, 701-708.

本発明は、タンパク質の分泌生産および細胞表層提示において、従来用いられてきた分泌シグナルペプチドを上回る分泌能力を有する分泌シグナルペプチドを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a secretory signal peptide having a secretory ability exceeding that of a conventionally used secretory signal peptide in secretory production of proteins and cell surface display.

本発明はまた、異なる複数のプロモーター、およびタンパク質との組み合わせにおいても、従来用いられてきた分泌シグナルペプチドを上回る分泌能力を安定して有する分泌シグナルペプチドを提供することを目的とする。   Another object of the present invention is to provide a secretory signal peptide which stably has a secretory ability higher than that of conventionally used secretory signal peptides even in combination with a plurality of different promoters and proteins.

本発明は、以下の(i)、(ii)および(iii)を含む、発現ベクターを提供する(この発現ベクターを分泌型の発現ベクターともいう):
(i)プロモーターDNA、
(ii)以下:
(a)配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、
(b)配列番号2で表されるアミノ酸配列と少なくとも70%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有し、分泌シグナル活性を有するペプチド、
(c)配列番号2で表されるアミノ酸配列に対して1または数個のアミノ酸残基を置換、欠失または付加して得られるアミノ酸配列を有し、分泌シグナル活性を有するペプチド、
(d)配列番号1で表される塩基配列と少なくとも70%の配列同一性を有する塩基配列によってコードされ、分泌シグナル活性を有するペプチド、および
(e)配列番号1で表される塩基配列からなるDNAの相補鎖とハイブリダイズする塩基配列によってコードされ、分泌シグナル活性を有するペプチド、
からなる群より選択されるいずれかのペプチドをコードするDNA;ならびに
(iii)目的タンパク質をコードするDNA、または該目的タンパク質をコードするDNAを挿入するためのクローニング部位。
The present invention provides an expression vector comprising the following (i), (ii) and (iii) (this expression vector is also referred to as a secretory expression vector):
(I) promoter DNA,
(Ii) the following:
(A) a peptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2,
(B) a peptide having an amino acid sequence having at least 70% sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 and having a secretory signal activity,
(C) A peptide having an amino acid sequence obtained by substituting, deleting or adding one or several amino acid residues to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 and having a secretory signal activity,
(D) A peptide encoded by a nucleotide sequence having at least 70% sequence identity to the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 and comprising a peptide having secretory signal activity, and (e) a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 A peptide encoded by a nucleotide sequence that hybridizes to a complementary strand of DNA and having secretory signal activity,
DNA encoding any peptide selected from the group consisting of: (iii) DNA encoding the target protein, or a cloning site for inserting DNA encoding the target protein.

1つの実施形態では、上記分泌型の発現ベクターにおいて、上記プロモーターは、SED1プロモーターである。   In one embodiment, in the secretory expression vector, the promoter is a SED1 promoter.

1つの実施形態では、上記分泌型の発現ベクターにおいて、上記(iii)は、目的タンパク質をコードするDNAである。   In one embodiment, in the secretory expression vector, the (iii) is a DNA encoding a target protein.

本発明は、上記分泌型の発現ベクターが導入された形質転換酵母を提供する。   The present invention provides a transformed yeast into which the above secretion type expression vector has been introduced.

本発明は、タンパク質を分泌生産する酵母の作製方法を提供し、当該方法は、以下:
プロモーターDNA;(a)配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、(b)配列番号2で表されるアミノ酸配列と少なくとも70%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有し、分泌シグナル活性を有するペプチド、(c)配列番号2で表されるアミノ酸配列に対して1または数個のアミノ酸残基を置換、欠失または付加して得られるアミノ酸配列を有し、分泌シグナル活性を有するペプチド、(d)配列番号1で表される塩基配列と少なくとも70%の配列同一性を有する塩基配列によってコードされ、分泌シグナル活性を有するペプチド、および(e)配列番号1で表される塩基配列からなるDNAの相補鎖とハイブリダイズする塩基配列によってコードされ、分泌シグナル活性を有するペプチドからなる群より選択されるいずれかのペプチドをコードするDNA;ならびに目的タンパク質をコードするDNAを含む発現カセットを酵母に導入し、形質転換酵母を得る工程を含む。
The present invention provides a method for producing a yeast that secretes and produces a protein, said method comprising
(A) a peptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, (b) an amino acid sequence having at least 70% sequence identity to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, secretion signal activity (C) a peptide having an amino acid sequence obtained by substituting, deleting or adding one or several amino acid residues to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 and having secretory signal activity (D) a peptide having a secretory signal activity which is encoded by a base sequence having at least 70% sequence identity to the base sequence represented by SEQ ID NO: 1, and (e) from the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 Selected from the group consisting of peptides having a secretory signal activity, encoded by a base sequence that hybridizes to the complementary strand of the DNA DNA encoding the peptide of Zureka; and an expression cassette comprising a DNA encoding a desired protein is introduced into yeast, including the step of obtaining the transformed yeast.

本発明は、酵母においてタンパク質を分泌生産する方法を提供し、この方法は、上記形質転換酵母または上記方法で作製された酵母を培養する工程を含む。   The present invention provides a method for secretory production of a protein in yeast, comprising the step of culturing the above-mentioned transformed yeast or the yeast produced by the above-mentioned method.

本発明は、以下の(i)、(ii)、(iii)および(iv)を含む、発現ベクターを提供する(この発現ベクターを表層提示型の発現ベクターともいう):
(i)プロモーターDNA、
(ii)以下:
(a)配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド;
(b)配列番号2で表されるアミノ酸配列と少なくとも70%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有し、分泌シグナル活性を有するペプチド、
(c)配列番号2で表されるアミノ酸配列に対して1または数個のアミノ酸残基を置換、欠失または付加して得られるアミノ酸配列を有し、分泌シグナル活性を有するペプチド、
(d)配列番号1で表される塩基配列と少なくとも70%の配列同一性を有する塩基配列によってコードされ、分泌シグナル活性を有するペプチド、および
(e)配列番号1で表される塩基配列からなるDNAの相補鎖とハイブリダイズする塩基配列によってコードされ、分泌シグナル活性を有するペプチド、
からなる群より選択されるいずれかのペプチドをコードするDNA;
(iii)目的タンパク質をコードするDNA、または該目的タンパク質をコードするDNAを挿入するためのクローニング部位;ならびに、
(iv)アンカードメインをコードするDNA。
The present invention provides an expression vector comprising the following (i), (ii), (iii) and (iv) (this expression vector is also referred to as a surface display type expression vector):
(I) promoter DNA,
(Ii) the following:
(A) a peptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2;
(B) a peptide having an amino acid sequence having at least 70% sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 and having a secretory signal activity,
(C) A peptide having an amino acid sequence obtained by substituting, deleting or adding one or several amino acid residues to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 and having a secretory signal activity,
(D) A peptide encoded by a nucleotide sequence having at least 70% sequence identity to the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 and comprising a peptide having secretory signal activity, and (e) a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 A peptide encoded by a nucleotide sequence that hybridizes to a complementary strand of DNA and having secretory signal activity,
DNA encoding any peptide selected from the group consisting of
(Iii) a DNA encoding a target protein, or a cloning site for inserting a DNA encoding the target protein;
(Iv) DNA encoding an anchor domain.

1つの実施形態では、上記表層提示型の発現ベクターにおいて、上記プロモーターは、SED1プロモーターである。   In one embodiment, in the surface layer display type expression vector, the promoter is a SED1 promoter.

1つの実施形態では、上記表層提示型の発現ベクターにおいて、上記アンカードメインがSED1アンカードメインである。   In one embodiment, in the surface display type expression vector, the anchor domain is a SED1 anchor domain.

1つの実施形態では、上記表層提示型の発現ベクターにおいて、上記(iii)は、目的タンパク質をコードするDNAである。   In one embodiment, in the surface layer display type expression vector, the above (iii) is a DNA encoding a target protein.

本発明は、上記表層提示型の発現ベクターが導入された形質転換酵母を提供する。   The present invention provides a transformed yeast into which the surface display type expression vector has been introduced.

本発明は、タンパク質を表層提示する酵母の作製方法を提供し、当該方法は、以下:
プロモーターDNA;(a)配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、(b)配列番号2で表されるアミノ酸配列と少なくとも70%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有し、分泌シグナル活性を有するペプチド、(c)配列番号2で表されるアミノ酸配列に対して1または数個のアミノ酸残基を置換、欠失または付加して得られるアミノ酸配列を有し、分泌シグナル活性を有するペプチド、(d)配列番号1で表される塩基配列と少なくとも70%の配列同一性を有する塩基配列によってコードされ、分泌シグナル活性を有するペプチド、および(e)配列番号1で表される塩基配列からなるDNAの相補鎖とハイブリダイズする塩基配列によってコードされ、分泌シグナル活性を有するペプチドからなる群より選択されるいずれかのペプチドをコードするDNA;目的タンパク質をコードするDNA;ならびにアンカードメインをコードするDNAを含む発現カセットを酵母に導入し、形質転換酵母を得る工程、
を含む。
The present invention provides a method for producing a yeast for surface display of a protein, said method comprising
(A) a peptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, (b) an amino acid sequence having at least 70% sequence identity to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, secretion signal activity (C) a peptide having an amino acid sequence obtained by substituting, deleting or adding one or several amino acid residues to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 and having secretory signal activity (D) a peptide having a secretory signal activity which is encoded by a base sequence having at least 70% sequence identity to the base sequence represented by SEQ ID NO: 1, and (e) from the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 Selected from the group consisting of peptides having a secretory signal activity, encoded by a base sequence that hybridizes to the complementary strand of the DNA Step and an expression cassette comprising a DNA encoding an anchor domain was introduced into yeast, obtaining a transformed yeast,; DNA encoding a protein of interest; DNA encoding a peptide of Zureka
including.

本発明によれば、高活性でタンパク質を分泌、または細胞表層に提示することができる。本発明の分泌シグナルペプチドは、タンパク質の分泌および細胞表層提示の両方に好適に使用することができる。さらに、本発明の分泌シグナルペプチドは、様々なプロモーターおよびタンパク質遺伝子との組合せにおいて安定して高い分泌能力を付与し得る。   According to the present invention, proteins can be secreted with high activity or presented on the cell surface. The secretion signal peptide of the present invention can be suitably used for both protein secretion and cell surface display. Furthermore, the secretion signal peptide of the present invention can stably provide high secretion ability in combination with various promoters and protein genes.

発現カセットX1〜X4を用いて得られた各種の表層提示形質転換酵母について、培養の際の菌体のβ−グルコシダーゼ活性の経時変化を示すグラフである。It is a graph which shows a time-dependent change of (beta) -glucosidase activity of the microbial cell at the time of culture | cultivation about the various surface layer display transformation yeast obtained using expression cassette X1-X4. 発現カセットX5〜X8を用いて得られた各種の分泌形質転換酵母について、培養の際の培地中のβ−グルコシダーゼ活性の経時変化を示すグラフである。It is a graph which shows a time-dependent change of (beta) -glucosidase activity in the culture medium at the time of culture | cultivation about the various secretory transformed yeasts obtained using expression cassette X5-X8. 発現カセットX9〜X11を用いて得られた各種の表層提示形質転換酵母について、48時間培養後の菌体のエンドグルカナーゼ活性を示すグラフである。It is a graph which shows the endoglucanase activity of the microbial cell after culture for 48 hours about the various surface layer display transformation yeast obtained using expression cassette X9-X11. 発現カセットX12〜X17を用いて得られた各種の表層提示形質転換酵母について、培養の際の菌体のβ−グルコシダーゼ活性の経時変化を示すグラフである。It is a graph which shows a time-dependent change of (beta) -glucosidase activity of the microbial cell at the time of culture | cultivation about the various surface layer display transformation yeast obtained using expression cassette X12-X17. 発現カセットX18およびX19を用いて得られた各種の分泌形質転換酵母について、培養の際の培地中のβ−グルコシダーゼ活性の経時変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time-dependent change of (beta) -glucosidase activity in the culture medium at the time of culture | cultivation about the various secretory transformed yeasts obtained using expression cassette X18 and X19. 発現カセットX20〜X22を用いて得られた各種の分泌形質転換酵母について、24時間培養後の培地中のGFP蛍光強度の相対値を示すグラフである。It is a graph which shows the relative value of the GFP fluorescence intensity in the culture medium after culture for 24 hours about various secretory transformation yeasts obtained using expression cassette X20-X22.

本発明について、以下、詳細に説明する。   The present invention will be described in detail below.

(分泌シグナルペプチド)
分泌シグナルペプチドは、細胞膜、細胞壁に局在する、または細胞膜外に分泌されるタンパク質のN末端に通常結合しているペプチドである。分泌シグナルペプチドは、通常、分泌性タンパク質が細胞内から細胞膜を通過して細胞外へ分泌される過程でシグナルペプチダーゼにより分解されることにより除去される。例えば、分泌シグナルペプチドは、当該分泌シグナルペプチドを本来有するタンパク質(分泌性タンパク質)または異種タンパク質のN末端に、これらのタンパク質が発現されるべき細胞内で連結されることで、その分泌性タンパク質または異種タンパク質を細胞外に分泌させるように機能する。
(Secretory signal peptide)
Secretory signal peptides are peptides that are usually bound to the cell membrane, cell wall, or are usually bound to the N-terminus of proteins secreted out of the cell membrane. Secretory signal peptides are usually removed by being degraded by signal peptidases in the process of secretion proteins from inside the cell across the cell membrane and being secreted out of the cell. For example, a secretory signal peptide is linked to the protein having secretory signal peptide (secretory protein) or the N-terminus of a heterologous protein in the cell in which these proteins are to be expressed, or the secretory protein or It functions to secrete heterologous proteins extracellularly.

本明細書においては、酵母において、目的タンパク質の発現に際し、分泌シグナルペプチドとして機能することを「分泌シグナル活性」ともいう。   In the present specification, in yeast, functioning as a secretory signal peptide upon expression of a target protein is also referred to as “secretory signal activity”.

本発明によれば、以下の(a)〜(e)からなる群より選択されるいずれかのペプチドが、分泌シグナルペプチドとして提供される:
(a)配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド;
(b)配列番号2で表されるアミノ酸配列と少なくとも70%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有し、分泌シグナル活性を有するペプチド;
(c)配列番号2で表されるアミノ酸配列に対して1または数個のアミノ酸残基を置換、欠失または付加して得られるアミノ酸配列を有し、分泌シグナル活性を有するペプチド;
(d)配列番号1で表される塩基配列と少なくとも70%の配列同一性を有する塩基配列によってコードされ、分泌シグナル活性を有するペプチド;および
(e)配列番号1で表される塩基配列からなるDNAの相補鎖とハイブリダイズする塩基配列によってコードされ、分泌シグナル活性を有するペプチド。
According to the present invention, any peptide selected from the group consisting of the following (a) to (e) is provided as a secretion signal peptide:
(A) a peptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2;
(B) a peptide having an amino acid sequence having at least 70% sequence identity to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 and having secretory signal activity;
(C) a peptide having an amino acid sequence obtained by substituting, deleting or adding one or several amino acid residues to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 and having secretory signal activity;
(D) a peptide encoded by a nucleotide sequence having at least 70% sequence identity to the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 and comprising a peptide having a secretory signal activity; and (e) a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 A peptide encoded by a nucleotide sequence that hybridizes to a complementary strand of DNA and having secretory signal activity.

さらに、本発明によれば、上記(a)〜(e)からなる群より選択されるいずれかのペプチド(本明細書においては、単に「本発明の分泌シグナルペプチド」ともいう)をコードするDNAを含むポリヌクレオチドもまた提供される。本発明の分泌シグナルペプチドをコードするDNAの一例は、配列番号1で表される塩基配列であり、これは、配列番号2で表されるアミノ酸配列をコードする。   Furthermore, according to the present invention, a DNA encoding any peptide selected from the group consisting of the above (a) to (e) (herein also simply referred to as "the secretion signal peptide of the present invention"). Also provided is a polynucleotide comprising: One example of a DNA encoding the secretion signal peptide of the present invention is the base sequence represented by SEQ ID NO: 1, which encodes the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2.

配列番号2で表されるアミノ酸配列およびそれをコードする塩基配列(配列番号1)は、酵母サッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)の定常期における主要な細胞表層局在タンパク質であるSED1の分泌シグナルペプチドに由来するが、起源はこれに限定されない。SED1は、ストレスによって誘導され、細胞壁の完全性(integrity)の維持に寄与すると考えられている。SED1の遺伝子(Sed1)は、例えば、GenBankに登録された配列情報に基づき、当業者が通常用いる方法を用いて入手し得る(GenBank accession number NM_001180385;NCBI Gene ID:851649)。   The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 and the base sequence encoding it (SEQ ID NO: 1) are secretory signal peptides of SED1, which is a major cell surface localized protein in stationary phase of the yeast Saccharomyces cerevisiae (Saccharomyces cerevisiae). Although it originates, an origin is not limited to this. SED1 is induced by stress and is thought to contribute to the maintenance of cell wall integrity. The gene (Sed1) of SED1 can be obtained, for example, based on the sequence information registered in GenBank, using methods commonly used by those skilled in the art (GenBank accession number NM_001180385; NCBI Gene ID: 851649).

ここで、本明細書において記載されるタンパク質またはペプチドは、開示されたアミノ酸配列において1または数個のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列からなり、本発明において所望の機能または効果を実質的に有するタンパク質またはペプチドであってもよく、ポリヌクレオチドは、そのようなタンパク質またはペプチドをコードするものを含んでもよい。開示されるアミノ酸配列に対するアミノ酸の変異(例えば、欠失、置換もしくは付加)は、いずれか1種類であってもよいし、2種類以上が組み合わされていてもよい。また、これらの変異の総数は、1または数個であるが、その所望の機能または効果を実質的に有する限り特に限定されず、タンパク質またはペプチドの大きさにも依存し得る。変異の総数は、例えば、1個以上10個以下、1個以上5個以下、1個以上4個以下、1個以上3個以下、または1個以上2個以下であるが、これらに限定されない。また、変異の総数は、例えば、以下に説明する配列同一性を満たす範囲内であり得る。アミノ酸置換の例としては、各機能または効果を実質的に保持する限りにおいていずれの置換であってもよい。例えば、保存的置換が挙げられる。保存的置換としては、具体的には以下のグループ内(すなわち、括弧内に示すアミノ酸間)での置換が挙げられる:(グリシン、アラニン)、(バリン、イソロイシン、ロイシン)、(アスパラギン酸、グルタミン酸)、(アスパラギン、グルタミン)、(セリン、トレオニン)、(リジン、アルギニン)、(フェニルアラニン、チロシン)。   Here, the protein or peptide described herein consists of an amino acid sequence in which one or several amino acids have been deleted, substituted or added in the disclosed amino acid sequence, and a desired function or effect in the present invention It may be a substantially protein or peptide, and a polynucleotide may include one encoding such a protein or peptide. Mutation (for example, deletion, substitution or addition) of an amino acid to the disclosed amino acid sequence may be any one type, or two or more types may be combined. Also, the total number of these mutations is one or several, but is not particularly limited as long as it substantially has its desired function or effect, and may also depend on the size of the protein or peptide. The total number of mutations is, for example, 1 or more and 10 or less, 1 or more and 5 or less, 1 or more and 4 or less, 1 or more and 3 or less, or 1 or more and 2 or less, but is not limited thereto . Also, the total number of mutations may, for example, be in the range satisfying the sequence identity described below. Examples of amino acid substitution may be any substitution as long as each function or effect is substantially retained. For example, conservative substitutions can be mentioned. Conservative substitutions specifically include substitutions within the following groups (ie, between the amino acids shown in parentheses): (glycine, alanine), (valine, isoleucine, leucine), (aspartic acid, glutamic acid) ), (Asparagine, glutamine), (serine, threonine), (lysine, arginine), (phenylalanine, tyrosine).

他の実施形態としては、本明細書において記載されるタンパク質またはペプチドは、開示されるアミノ酸配列に対して、例えば、70%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を有し、かつ本発明において所望の機能または効果を実質的に有するタンパク質またはペプチドであってもよく、ポリヌクレオチドは、そのようなタンパク質またはペプチドをコードするものであってもよい。アミノ酸配列における配列同一性はまた、74%以上、78%以上、80%以上、85%以上、90%以上、92%以上、95%以上、98%以上、または99%以上であり得る。   In other embodiments, the proteins or peptides described herein have an amino acid sequence having, for example, 70% or more sequence identity to the disclosed amino acid sequence, and desired in the present invention The protein or peptide may have substantially the function or effect of and the polynucleotide may encode such a protein or peptide. Sequence identity in the amino acid sequence may also be 74% or more, 78% or more, 80% or more, 85% or more, 90% or more, 92% or more, 95% or more, 98% or more, or 99% or more.

本明細書において配列の同一性または類似性とは、当該技術分野で知られているとおり、配列を比較することにより決定される、2以上のタンパク質あるいは2以上のポリヌクレオチドの間の関係である。配列の「同一性」とは、タンパク質またはポリヌクレオチド配列の間のアラインメントによって、あるいは場合によっては、一続きの部分的な配列間のアラインメントによって決定されるような、タンパク質またはポリヌクレオチド配列の間の配列不変性の程度を意味する。また、「類似性」とは、タンパク質またはポリヌクレオチド配列の間のアラインメントによって、あるいは場合によっては、一続きの部分的な配列間のアラインメントによって決定されるような、タンパク質またはポリヌクレオチド配列の間の相関性の程度を意味する。より具体的には、配列の同一性と保存性(配列中の特定アミノ酸または配列における物理化学特性を維持する置換)によって決定される。なお、類似性は、後述するBLASTの配列相同性検索結果においてSimilarityと称される。同一性および類似性を決定する方法は、対比する配列間で最も長くアラインメントするように設計される方法であることが好ましい。同一性および類似性を決定するための方法は、公衆に利用可能なプログラムとして提供されている。例えば、AltschulらによるBLAST(Basic Local Alignment Search Tool)プログラム(例えば、Altschulら, J. Mol. Biol.,1990,215:403-410;Altschylら,Nucleic Acids Res., 1997,25:3389-3402)を利用し決定することができる。BLASTのようなソフトウェアを用いる場合の条件は、特に限定するものではないが、デフォルト値を用いるのが好ましい。   As used herein, sequence identity or similarity is the relationship between two or more proteins or two or more polynucleotides as determined by comparing the sequences, as known in the art. . Sequence "identity" is determined between the protein or polynucleotide sequences, as determined by the alignment between the protein or polynucleotide sequences, or, in some cases, by the alignment between partial sequences of stretches. It means the degree of sequence invariance. Also, "similarity" is between protein or polynucleotide sequences, as determined by alignment between protein or polynucleotide sequences, or in some cases, by alignment between partial sequences of stretches. It means the degree of correlation. More specifically, it is determined by sequence identity and conservation (substitutions that maintain physiochemical properties at particular amino acids or sequences in the sequence). The similarity is referred to as "Similarity" in the sequence homology search results of BLAST described later. Preferably, the method of determining identity and similarity is a method designed to provide the longest alignment between the sequences being compared. Methods to determine identity and similarity are provided as programs available to the public. For example, the BLAST (Basic Local Alignment Search Tool) program by Altschul et al. (Eg, Altschul et al., J. Mol. Biol., 1990, 215: 403-410; Altschyl et al., Nucleic Acids Res., 1997, 25: 3389-3402. ) Can be used. Conditions for using software such as BLAST are not particularly limited, but it is preferable to use default values.

さらに他の実施形態として、本明細書に記載されるタンパク質またはペプチドは、開示される塩基配列からなるDNAと相補的な塩基配列からなるDNAとハイブリダイズしたDNAによりコードされたものであってもよく、そしてポリヌクレオチドは、そのようなハイブリダイズしたDNAを含むものでもよい。開示される塩基配列からなるDNAと相補的な塩基配列からなるDNAとのハイブリダイズについては、好ましくは、ストリンジェントな条件でハイブリダイズする。   In yet another embodiment, the protein or peptide described herein may be encoded by DNA hybridized with DNA consisting of a nucleotide sequence complementary to DNA consisting of the disclosed nucleotide sequence Well, and polynucleotides may include such hybridized DNA. The hybridization between the DNA consisting of the disclosed base sequence and the DNA consisting of the complementary base sequence is preferably carried out under stringent conditions.

ストリンジェントな条件とは、例えば、いわゆる特異的なハイブリッドが形成され、非特異的なハイブリッドが形成されない条件をいう。例えば、塩基配列の同一性が高い核酸、すなわち開示される塩基配列と例えば、70%以上、75%以上、78%以上、80%以上、85%以上、90%以上、92%以上、95%以上、98%以上、または99%以上の同一性を有する塩基配列からなるDNAの相補鎖がハイブリダイズし、それより相同性が低い核酸の相補鎖がハイブリダイズしない条件が挙げられる。より具体的には、ナトリウム塩濃度が例えば、15mM〜750mM、50mM〜750mM、または300mM〜750mM、温度が例えば、25℃〜70℃、50℃〜70℃、または55℃〜65℃、そしてホルムアミド濃度が例えば、0%〜50%、20%〜50%、または35%〜45%での条件をいう。さらに、ストリンジェントな条件では、ハイブリダイゼーション後のフィルターの洗浄条件が、ナトリウム塩濃度が例えば、15mM〜600mM、50mM〜600mM、または300mM〜600mM、そして温度が例えば50℃〜70℃、55℃〜70℃、または60℃〜65℃である。また、ストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAとは、例えば、DNAを固定化したフィルターを用いて、0.7〜1.0MのNaClの存在下、65℃でハイブリダイゼーションを行った後、0.1〜2倍濃度のSSC溶液(1倍濃度のSSC溶液の組成は、150mM NaCl、15mM クエン酸ナトリウムである)の中、65℃でフィルターを洗浄することにより取得できるDNAが挙げられる。ハイブリダイゼーションは、例えば、Sambrookら、Molecular Cloning,A Laboratory Manual,3rd Ed,, Cold Spring Harbor Laboratory(2001)に記載されている方法などの周知の方法で行うことができる。温度が高いほど、または塩濃度が低いほどストリンジェンシーは高くなり、より相同性(配列同一性)の高いポリヌクレオチドを単離できる。   Stringent conditions mean, for example, conditions under which so-called specific hybrids are formed and non-specific hybrids are not formed. For example, a nucleic acid having high identity of the base sequence, ie, 70% or more, 75% or more, 78% or more, 80% or more, 85% or more, 90% or more, 92% or more, 92% or more, 95% or more Conditions under which the complementary strand of DNA consisting of a nucleotide sequence having 98% or more or 99% or more identity hybridizes and the complementary strand of nucleic acid having a lower homology than that does not hybridize can be mentioned. More specifically, the sodium salt concentration is, for example, 15 mM to 750 mM, 50 mM to 750 mM, or 300 mM to 750 mM, the temperature is, for example, 25 ° C. to 70 ° C., 50 ° C. to 70 ° C., or 55 ° C. to 65 ° C., and formamide The condition is, for example, 0% to 50%, 20% to 50%, or 35% to 45%. Furthermore, under stringent conditions, washing conditions for the post-hybridization filter include sodium salt concentration of, for example, 15 mM to 600 mM, 50 mM to 600 mM, or 300 mM to 600 mM, and temperature of 50 ° C. to 70 ° C., 55 ° C. to 55 ° C. 70 ° C., or 60 ° C. to 65 ° C. Moreover, for example, after hybridization is performed at 65 ° C. in the presence of 0.7 to 1.0 M NaCl using a filter on which the DNA is immobilized, with DNA that hybridizes under stringent conditions. Examples include DNA that can be obtained by washing the filter at 65 ° C. in a 0.1 to 2 × SSC solution (the composition of the 1 × SSC solution is 150 mM NaCl, 15 mM sodium citrate). Hybridization can be performed by a known method such as, for example, the method described in Sambrook et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 3rd Ed, Cold Spring Harbor Laboratory (2001). The higher the temperature, or the lower the salt concentration, the higher the stringency, and polynucleotides with higher homology (sequence identity) can be isolated.

さらなる他の実施形態として、本明細書に記載されるポリヌクレオチドは、開示される塩基配列と例えば、70%以上、75%以上、78%以上、80%以上、85%以上、90%以上、92%以上、95%以上、98%以上、または99%以上の同一性を有する塩基配列を有し、かつその所望の機能または効果を実質的に有するポリヌクレオチドが挙げられる。   In yet another embodiment, the polynucleotide described herein can be combined with the disclosed base sequences with, for example, 70% or more, 75% or more, 78% or more, 80% or more, 85% or more, 90% or more, Examples include polynucleotides having a base sequence having 92% or more, 95% or more, 98% or more, or 99% or more identity, and substantially having the desired function or effect thereof.

所定のアミノ酸配列(例えば、配列番号2で表されるアミノ酸配列)をコードする塩基配列は、遺伝暗号の縮重に基づく置換によって、タンパク質のアミノ酸配列を変えることなく、所定のアミノ酸配列をコードする塩基配列の少なくとも1つの塩基を他の塩基に置換することもできる。さらなる他の実施形態として、本発明の分泌シグナルペプチドをコードするDNAは、遺伝暗号の縮重に基づく置換によって変更された塩基配列を有するDNAも包含する。   The nucleotide sequence encoding a predetermined amino acid sequence (for example, the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2) encodes a predetermined amino acid sequence without changing the amino acid sequence of the protein by substitution based on the degeneracy of the genetic code. It is also possible to substitute at least one base of the base sequence with another base. In yet another embodiment, the DNA encoding the secretion signal peptide of the present invention also includes DNA having a nucleotide sequence altered by substitution based on the degeneracy of the genetic code.

本発明の分泌シグナルペプチドをコードするDNAまたは当該DNAを含むポリヌクレオチドは、例えば、配列番号1で表される塩基配列に基づいて設計したプライマーを用いて、所定の酵母(例えば、サッカロマイセス・セレビシエ)から抽出したDNA、各種cDNAライブラリーまたはゲノムDNAライブラリーに由来する核酸を鋳型としてPCRを行うことによって、核酸断片として取得し得る。本発明の分泌シグナルペプチドをコードするDNAまたは当該DNAを含むポリヌクレオチドは、配列番号1で表される塩基配列に基づいて設計したプローブを用いて、上記ライブラリー由来の核酸に対してハイブリダイゼーションを行うことによって、核酸断片として取得し得る。本発明の分泌シグナルペプチドをコードするDNAまたは当該DNAを含むポリヌクレオチドは、化学合成法等の当技術分野で公知の各種の核酸配列合成法によって、核酸断片として合成してもよい。   The DNA encoding the secretion signal peptide of the present invention or the polynucleotide containing the DNA is, for example, a predetermined yeast (for example, Saccharomyces cerevisiae) using a primer designed based on the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 The nucleic acid fragment can be obtained as a nucleic acid fragment by performing PCR using, as a template, a DNA extracted therefrom, a nucleic acid derived from various cDNA libraries or a genomic DNA library. A DNA encoding the secretion signal peptide of the present invention or a polynucleotide containing the DNA can be hybridized to a nucleic acid derived from the above library using a probe designed based on the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 By carrying out, it can be obtained as a nucleic acid fragment. The DNA encoding the secretion signal peptide of the present invention or the polynucleotide containing the DNA may be synthesized as a nucleic acid fragment by various nucleic acid sequence synthesis methods known in the art such as chemical synthesis.

また、上記でポリヌクレオチドについて説明した各種実施形態について、本発明の分泌シグナルペプチドをコードするDNAは、例えば、配列番号1で表される塩基配列からなるDNAを、慣用の突然変異誘発法、部位特異的変異法、エラープローンPCRを用いた分子進化的手法等によって改変することによって取得することができる。このような手法としては、Kunkel法、Gapped duplex法などの公知手法またはこれに準ずる方法が挙げられる。例えば部位特異的突然変異誘発法を利用した変異導入用キット(例えば、Mutant-K(TAKARA社製)、Mutant-G(TAKARA社製)など)などを用いて、またはTAKARA社のLA PCR in vitro Mutagenesisシリーズキットを用いて変異が導入される。   Furthermore, for the various embodiments described above for the polynucleotide, the DNA encoding the secretion signal peptide of the present invention may be, for example, a DNA consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 according to a conventional mutagenesis method, It can be obtained by modification by a specific mutation method or a molecular evolutionary technique using error prone PCR. Examples of such a method include known methods such as the Kunkel method and the Gapped duplex method, or methods equivalent thereto. For example, a kit for mutagenesis using site-directed mutagenesis (for example, Mutant-K (manufactured by TAKARA), Mutant-G (manufactured by TAKARA), etc.) or the like, or LA PCR in vitro from TAKARA Mutations are introduced using the Mutagenesis series kit.

以下に詳述するように、本発明の分泌シグナルペプチドをコードするDNAまたは当該DNAを含むポリヌクレオチドを用いて、目的タンパク質を分泌生産させるための分泌カセットおよび目的タンパク質を細胞表層に提示させる表層提示カセットのような発現カセットを作製することができる。   As described in detail below, a secretion cassette for secretion production of a target protein and surface layer display of the target protein on the cell surface using a DNA encoding the secretion signal peptide of the present invention or a polynucleotide containing the DNA An expression cassette such as a cassette can be made.

(アンカードメインをコードするDNA)
表層提示カセットは、アンカードメインをコードするDNAを含む。
(DNA encoding an anchor domain)
The surface display cassette comprises DNA encoding an anchor domain.

アンカードメインとしては、細胞表層局在タンパク質またはその細胞膜結合領域が用いられ得る。「細胞表層局在タンパク質」は、細胞表層に固定化または付着もしくは接着し、そこに局在するタンパク質をいう。細胞表層局在タンパク質としては、脂質で修飾されたタンパク質が知られており、この脂質が膜成分と共有結合することにより細胞膜に固定される。   As the anchor domain, a cell surface localized protein or its cell membrane binding region can be used. "Cell surface localized protein" refers to a protein that is immobilized or attached to or adheres to the cell surface and is localized there. As a cell surface localized protein, a lipid-modified protein is known, and this lipid is immobilized on a cell membrane by covalently binding to a membrane component.

細胞表層局在タンパク質の代表例として、GPI(glycosyl phosphatidyl inositol:エタノールアミンリン酸−6マンノースα−1,2マンノースα−1,6マンノースα−1,4グルコサミンα−1,6イノシトールリン脂質を基本構造とする糖脂質)アンカータンパク質を挙げることができる。GPIアンカータンパク質は、そのC末端に糖脂質であるGPIを有しており、このGPIが細胞膜中のPI(phosphatidyl inositol)と共有結合することによって細胞膜表面に結合する。   As a representative example of a cell surface localized protein, GPI (glycosyl phosphoryl inositol: ethanolamine phosphate 6 mannose α-1,2 mannose α-1,6 mannose α-1,4 glucosamine α-1,6 inositol phospholipid) Glycolipid (an anchor protein) used as a basic structure can be mentioned. The GPI anchor protein has GPI which is a glycolipid at its C-terminus, and this GPI is bound to the cell membrane surface by covalently binding to PI (phosphonidyl inositol) in the cell membrane.

GPIアンカータンパク質のC末端へのGPIの結合は、以下のようにして行われる。GPIアンカータンパク質は、転写および翻訳の後、N末端側に存在する分泌シグナルの作用により小胞体内腔に分泌される。GPIアンカータンパク質のC末端またはその近傍の領域に、GPIアンカーがGPIアンカータンパク質と結合する際に認識されるGPIアンカー付着シグナルと呼ばれる領域が存在する。小胞体内腔およびゴルジ体において、このGPIアンカー付着シグナル領域が切断され、新たに生じるC末端にGPIが結合する。   Coupling of GPI to the C-terminus of GPI anchor protein is carried out as follows. The GPI anchor protein is secreted into the endoplasmic reticulum by the action of a secretory signal present at the N-terminal side after transcription and translation. At or near the C-terminus of the GPI anchor protein, there is a region called GPI anchor attachment signal that is recognized when the GPI anchor binds to the GPI anchor protein. In the lumen of the endoplasmic reticulum and the Golgi apparatus, this GPI anchor adhesion signal region is cleaved, and GPI binds to the newly generated C-terminus.

GPIが結合したタンパク質は、分泌小胞により細胞膜まで運ばれ、GPIが細胞膜のPIに共有結合することにより、細胞膜に固定される。さらに、ホスファチジルイノシトール依存性ホスホリパーゼC(PI−PLC)によりGPIアンカーが切断され、細胞壁に組み込まれることにより細胞壁に固定された状態で、細胞表面に提示される。   GPI-bound proteins are transported to the cell membrane by secretory vesicles, and are immobilized on the cell membrane by covalently binding GPI to PI of the cell membrane. Furthermore, the GPI anchor is cleaved by phosphatidylinositol-dependent phospholipase C (PI-PLC), and is presented on the cell surface in a fixed state to the cell wall by being incorporated into the cell wall.

本発明では、細胞表層局在タンパク質であるGPIアンカータンパク質の全体、またはその細胞膜結合領域であるGPIアンカー付着シグナル領域を含む領域をコードするポリヌクレオチドを用いることができる。細胞膜結合領域(GPIアンカー付着シグナル領域)は、通常、細胞表層局在タンパク質のC末端側の領域である。細胞膜結合領域は、GPIアンカー付着シグナル領域を含んでいればよく、融合タンパク質の酵素活性を阻害しない限り、GPIアンカータンパク質のその他の任意の部分を含んでいてもよい。   In the present invention, a polynucleotide encoding the entire cell surface localized protein GPI anchor protein or a region including the cell membrane binding region GPI anchor adhesion signal region can be used. The cell membrane binding region (GPI anchor adhesion signal region) is usually a C-terminal region of cell surface localized protein. The cell membrane binding region may contain a GPI anchor adhesion signal region, and may contain any other part of the GPI anchor protein as long as it does not inhibit the enzyme activity of the fusion protein.

GPIアンカータンパク質は、酵母細胞で機能するタンパク質であればよい。このようなGPIアンカータンパク質としては、例えば、α−またはa−アグルチニン(AGα1、AGA1)、TIP1、FLO1、SED1、CWP1およびCWP2が挙げられる。好ましくは、SED1またはその細胞膜結合領域(GPIアンカー付着シグナル領域)が用いられる。Sed1のアンカータンパク質コーディング領域の塩基配列を配列番号4に示し、コードされるタンパク質のアミノ酸配列を配列番号5に示す(但し、配列番号4および5はそれぞれ、開始コドンおよびそれによりコードされるメチオニンを含まない)。また、SED1の細胞膜結合領域(GPIアンカー付着シグナル領域)は、例えば、配列番号5の109位から337位を含む領域である。SED1アンカードメインとしては、配列番号5のアミノ酸配列の全長であっても、またはアンカー機能を損なわない限り、その一部の配列(例えば、配列番号5の109位から337位のアミノ酸配列を含む配列)であってもよい。   The GPI anchor protein may be a protein that functions in yeast cells. Such GPI anchor proteins include, for example, α- or a-agglutinin (AGα1, AGA1), TIP1, FLO1, SED1, CWP1 and CWP2. Preferably, SED1 or its cell membrane binding region (GPI anchor adhesion signal region) is used. The base sequence of the anchor protein coding region of Sed1 is shown in SEQ ID NO: 4, and the amino acid sequence of the encoded protein is shown in SEQ ID NO: 5 (however, SEQ ID NOs: 4 and 5 represent the initiation codon and the methionine encoded thereby respectively) Not included). The cell membrane binding region (GPI anchor adhesion signal region) of SED1 is, for example, a region including positions 109 to 337 of SEQ ID NO: 5. As the SED1 anchor domain, even if it is the entire length of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5, or a partial sequence thereof (eg, a sequence including the amino acid sequence of positions 109 to 337 of SEQ ID NO: 5) as long as the anchor function is not impaired. ) May be.

アンカードメインおよびそのコードDNAについて、上記で説明した配列の同一性およびハイブリダイズ条件等が適用される。   The identity of the sequences described above, hybridization conditions, etc. apply to the anchor domain and its encoding DNA.

アンカードメイン(例えば、細胞表層局在タンパク質またはその細胞膜結合領域)をコードするDNAは、これらを有する微生物から抽出したDNA、各種cDNAライブラリーまたはゲノムDNAライブラリーに由来する核酸を鋳型として、既知の配列情報に基づいて設計したプライマーを用いてPCRによって核酸断片として取得し得る。このようなポリヌクレオチドは、既知の配列情報に基づいて設計したプローブを用いて、上記ライブラリー由来の核酸に対してハイブリダイゼーションを行うことによって、核酸断片として取得し得る。上記ポリヌクレオチドを含む既存のベクターから、核酸断片として切り出して利用することもできる。ポリヌクレオチドは、化学合成法等の当技術分野で公知の各種の核酸配列合成法によって、核酸断片として合成してもよい。   The DNA encoding an anchor domain (eg, cell surface localized protein or its cell membrane binding region) is known as a DNA extracted from a microorganism having these, a nucleic acid derived from various cDNA libraries or genomic DNA libraries as a template, It can be obtained as a nucleic acid fragment by PCR using primers designed based on the sequence information. Such a polynucleotide can be obtained as a nucleic acid fragment by hybridization to a nucleic acid derived from the above library using a probe designed based on known sequence information. It is also possible to cut out and use as a nucleic acid fragment from the existing vector containing the said polynucleotide. The polynucleotides may be synthesized as nucleic acid fragments by various nucleic acid sequence synthesis methods known in the art such as chemical synthesis methods.

(プロモーターDNA)
プロモーターDNAは、プロモーター活性を有していればよく、「プロモーター活性」とは、プロモーター領域に転写因子が結合し、転写を惹起する活性をいう。プロモーターDNAは、所望のプロモーター領域を保有する菌体、ファージなどから、制限酵素を用いて切り出し得る。必要に応じて制限酵素認識部位またはクローニングベクターとの重複部位を設けたプライマーを用い、PCRで所望のプロモーター領域を増幅することによりプロモーター領域のDNA断片を得ることができる。また、既に判明しているプロモーター領域の塩基配列情報をもとにして、所望のプロモーターDNAを化学合成してもよい。
(Promoter DNA)
The promoter DNA only needs to have promoter activity, and "promoter activity" refers to an activity that causes a transcription factor to bind to the promoter region to initiate transcription. The promoter DNA can be excised from cells, phage or the like carrying a desired promoter region using a restriction enzyme. If necessary, a DNA fragment of the promoter region can be obtained by amplifying a desired promoter region by PCR using primers provided with a restriction enzyme recognition site or an overlapping site with a cloning vector. In addition, desired promoter DNA may be chemically synthesized based on already known nucleotide sequence information of the promoter region.

本発明のポリヌクレオチドに含まれるプロモーターDNAは、酵母においてプロモーター活性を有する限り、任意のプロモーターであり得る。プロモーターDNAは、発現を目的とする遺伝子自身のものであっても、他の遺伝子由来のものを利用してもよい。また、アンカードメインとして用いられる細胞表層局在タンパク質をコードする遺伝子のプロモーターであってもよい。例えば、SED1プロモーター、TDH3プロモーター、PGK1プロモーター、CWP2プロモーター、およびTDH1プロモーターが挙げられる。これらのプロモーターの塩基配列はそれぞれ、配列番号3、12、13、18、および21で表される塩基配列である。目的の機能を果たすものであれば、上記のように、それらの塩基配列において、1または2以上(例えば数個)のヌクレオチドが欠失、付加または置換などの変異された塩基配列であってもよい。   The promoter DNA contained in the polynucleotide of the present invention may be any promoter as long as it has promoter activity in yeast. The promoter DNA may be the gene itself for expression or may be derived from another gene. It may also be a promoter of a gene encoding a cell surface localized protein used as an anchor domain. For example, SED1 promoter, TDH3 promoter, PGK1 promoter, CWP2 promoter, and TDH1 promoter can be mentioned. The nucleotide sequences of these promoters are the nucleotide sequences represented by SEQ ID NOs: 3, 12, 13, 18, and 21, respectively. As described above, even if one or two or more (for example, several) nucleotides are mutated, such as deletion, addition or substitution, as described above, as long as the target function is achieved. Good.

(目的タンパク質)
目的タンパク質の種類、もしくはその起源は特に限定されない。目的タンパク質の種類として、例えば、酵素、抗体、リガンド、蛍光タンパク質などが挙げられる。酵素としては、例えば、セルロース分解酵素、デンプン分解酵素、グリコーゲン分解酵素、キシラン分解酵素、キチン分解酵素、脂質分解酵素などが挙げられ、より具体的には、例えば、エンドグルカナーゼ、セロビオヒドロラーゼ、およびβ−グルコシダーゼ、アミラーゼ(例えば、グルコアミラーゼおよびα−アミラーゼ)、リパーゼなどが挙げられる。
(Target protein)
The type of target protein or its source is not particularly limited. Examples of the type of target protein include enzymes, antibodies, ligands, and fluorescent proteins. Examples of the enzyme include cellulolytic enzymes, starch degrading enzymes, glycogen degrading enzymes, xylanolytic enzymes, chitinolytic enzymes, lipolytic enzymes and the like, and more specifically, for example, endoglucanase, cellobiohydrolase, and β-glucosidase, amylase (eg, glucoamylase and α-amylase), lipase and the like can be mentioned.

目的タンパク質をコードするDNAは、イントロンを除いたcDNA配列が好ましい。   The DNA encoding the target protein is preferably a cDNA sequence from which introns have been removed.

目的タンパク質をコードするDNAは、その全長をコードする配列であってもよく、目的タンパク質の活性を示すものであれば目的タンパク質の一部領域をコードする配列であってもよい。また、上記のように、目的タンパク質の活性を示す限り、天然型タンパク質をコードする塩基配列において、1または2以上(例えば数個)のヌクレオチドが欠失、付加または置換などの変異を含む塩基配列であってもよく、あるいは1または2以上(例えば数個)アミノ酸が欠失、付加または置換などの変異を含むアミノ酸配列からなるタンパク質をコードする塩基配列であってもよい。   The DNA encoding the target protein may be a sequence encoding the entire length thereof, or may be a sequence encoding a partial region of the target protein as long as it exhibits the activity of the target protein. In addition, as described above, as long as the activity of the target protein is exhibited, a base sequence containing a mutation such as deletion, addition or substitution of one or more (for example, several) nucleotides in the base sequence encoding a naturally occurring protein Or a base sequence encoding a protein consisting of an amino acid sequence containing one or more (for example, several) amino acids including mutations such as deletions, additions or substitutions.

目的タンパク質をコードするDNA(遺伝子)は、そのタンパク質を有するまたは産生する微生物から抽出したDNA、各種cDNAライブラリーまたはゲノムDNAライブラリーに由来する核酸を鋳型として、既知の配列情報に基づいて設計したプライマーを用いてPCRによって核酸断片として取得し得る。このようなポリヌクレオチドは、既知の配列情報に基づいて設計したプローブを用いて、上記ライブラリー由来の核酸に対してハイブリダイゼーションを行うことによって、核酸断片として取得し得る。また、目的タンパク質をコードするDNAを含む既存のベクターから、核酸断片(発現カセットの形態であってもよい)として切り出して利用することもできる。このような遺伝子は、必要に応じて宿主のコドン頻度を考慮して最適化した配列に基づいて、人工的に合成して得ることもできる。   The DNA (gene) encoding the target protein was designed based on known sequence information, using as a template the DNA extracted from the microorganism having or producing the protein, or various nucleic acid libraries derived from various cDNA libraries or genomic DNA libraries It can be obtained as a nucleic acid fragment by PCR using a primer. Such a polynucleotide can be obtained as a nucleic acid fragment by hybridization to a nucleic acid derived from the above library using a probe designed based on known sequence information. Alternatively, it can be used as a nucleic acid fragment (which may be in the form of an expression cassette) from an existing vector containing a DNA encoding a target protein. Such a gene can also be obtained artificially synthesized based on a sequence optimized in consideration of the host codon frequency as needed.

目的タンパク質の一例として、以下、セルロース分解酵素を例に挙げて説明する。   Hereinafter, as an example of the target protein, a cellulolytic enzyme will be described as an example.

セルロース分解酵素は、β1,4−グリコシド結合を切断し得る任意の酵素をいう。セルロース分解酵素は、任意のセルロース加水分解酵素生産菌に由来し得る。セルロース加水分解酵素生産菌としては、代表的には、アスペルギルス属(例えば、アスペルギルス・アクレアタス(Aspergillus aculeatus)、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)、およびアスペルギルス・オリゼ(Aspergillus oryzae))、トリコデルマ属(例えば、トリコデルマ・リーセイ(Trichoderma reesei))、クロストリディウム属(例えば、クロストリディウム・テルモセラム(Clostridium thermocellum)、セルロモナス属(例えば、セルロモナス・フィミ(Cellulomonas fimi)およびセルロモナス・ウダ(Cellulomonas uda))、シュードモナス属(例えば、シュードモナス・フルオレセンス(Pseudomonas fluorescence))などに属する微生物が挙げられる。   Cellulolytic enzymes refer to any enzymes capable of cleaving β1,4-glycosidic bonds. Cellulolytic enzymes may be derived from any cellulose hydrolase-producing bacteria. As the cellulose hydrolase-producing bacteria, typically, Aspergillus (eg, Aspergillus aculeatus, Aspergillus niger, and Aspergillus oryzae), Trichoderma (eg, Trichoderma reesei (Trichoderma reesei), Clostridium (e.g. Clostridium thermocellum), Cellulomonas (e.g. Cellulomonas fimi) and Cellulomonas uda (Cellulomonas uda), Examples include microorganisms belonging to the genus Pseudomonas (eg, Pseudomonas fluorescence) and the like.

以下、代表的なセルロース分解酵素として、エンドグルカナーゼ、セロビオヒドロラーゼ、およびβ−グルコシダーゼについて説明するが、セルロース分解酵素はこれらに限定されない。   Hereinafter, endoglucanases, cellobiohydrolases, and β-glucosidase will be described as representative cellulolytic enzymes, but the cellulolytic enzymes are not limited thereto.

エンドグルカナーゼは、通常、セルラーゼと称される酵素であり、セルロースを分子内部から切断し、グルコース、セロビオース、およびセロオリゴ糖を生じる(「セルロース分子内切断」)。エンドグルカナーゼには5種類あり、それぞれエンドグルカナーゼI、エンドグルカナーゼII、エンドグルカナーゼIII、エンドグルカナーゼIV、およびエンドグルカナーゼVと称される。これらの区別は、アミノ酸配列の差異であるが、セルロース分子内切断作用を有する点では共通する。例えば、トリコデルマ・リーセイ由来エンドグルカナーゼ(特に、エンドグルカナーゼII:EGII(例えば、特許文献6))が用いられ得るが、これに限定されない。   Endoglucanases are enzymes commonly referred to as cellulases, which cleave cellulose from the interior of the molecule to produce glucose, cellobiose, and cellooligosaccharides ("intramolecular cleavage"). There are five types of endoglucanases, which are called endoglucanase I, endoglucanase II, endoglucanase III, endoglucanase IV and endoglucanase V, respectively. These distinctions are amino acid sequence differences, but they are common in that they have an intramolecular cleavage effect on cellulose. For example, Trichoderma reesei-derived endoglucanase (in particular, endoglucanase II: EGII (eg, Patent Document 6)) can be used, but is not limited thereto.

セロビオヒドロラーゼは、セルロースの還元末端または非還元末端のいずれかから分解してセロビオースを遊離する(「セルロース分子末端切断」)。セロビオヒドロラーゼには2種類あり、それぞれセロビオヒドロラーゼIおよびセロビオヒドロラーゼIIと称される。これらの区別は、アミノ酸配列の差異であるが、セルロース分子末端切断作用を有する点では共通する。例えば、トリコデルマ・リーセイ由来セロビオヒドロラーゼ(特に、セロビオヒドロラーゼII:CBHII(例えば、特許文献6))が用いられ得るが、これに限定されない。   Cellobiohydrolase degrades from either the reducing end or the non-reducing end of cellulose to release cellobiose ("cellulose molecular terminal cleavage"). There are two types of cellobiohydrolases, which are called cellobiohydrolase I and cellobiohydrolase II, respectively. These distinctions are amino acid sequence differences, but they are common in that they have a cellulose molecular terminal cleaving action. For example, Trichoderma reesei-derived cellobiohydrolase (in particular, cellobiohydrolase II: CBHII (eg, Patent Document 6)) can be used, but is not limited thereto.

β−グルコシダーゼは、セルロースの非還元末端からグルコース単位を切り離していくエキソ型の加水分解酵素である(「グルコース単位切断」)。β−グルコシダーゼは、アグリコンまたは糖鎖とβ−D−グルコースとのβ1,4−グリコシド結合を切断し得、セロビオースまたはセロオリゴ糖を加水分解してグルコースを生成し得る。β−グルコシダーゼは、セロビオースまたはセロオリゴ糖を加水分解し得る酵素の代表例である。β−グルコシダーゼは現在、1種類知られており、β−グルコシダーゼ1と称される。例えば、アスペルギルス・アクレアタス由来β−グルコシダーゼ(特に、β−グルコシダーゼ1:BGL1(例えば、非特許文献7))が用いられ得るが、これに限定されない。   [beta] -glucosidase is an exo-type hydrolase that cleaves glucose units from the non-reducing end of cellulose ("glucose unit cleavage"). β-glucosidase can cleave β1,4-glycosidic bonds between aglycones or sugar chains and β-D-glucose, and can hydrolyze cellobiose or cellooligosaccharides to produce glucose. β-glucosidase is a representative example of an enzyme capable of hydrolyzing cellobiose or cellooligosaccharides. One type of β-glucosidase is currently known and is called β-glucosidase 1. For example, Aspergillus acreatus-derived β-glucosidase (in particular, β-glucosidase 1: BGL1 (eg, non-patent document 7)) can be used, but is not limited thereto.

セルロースの良好な加水分解のために、セルロース加水分解様式の異なる酵素を組み合わせてもよい。セルロース分子内切断、セルロース分子末端切断、およびグルコース単位切断などの種々の異なるセルロース加水分解様式で作用する酵素が適宜、組み合わされ得る。それぞれの加水分解様式を有する酵素の例として、エンドグルカナーゼ、セロビオヒドロラーゼ、およびβ−グルコシダーゼが挙げられるがこれらに限定されない。セルロース加水分解様式の異なる酵素の組合せは、例えば、エンドグルカナーゼ、セロビオヒドロラーゼ、およびβ−グルコシダーゼからなる群から選択され得る。セルロースの構成糖であるグルコースを最終的に生産できることが望ましいので、グルコースを生成し得る酵素を少なくとも1つ含むことが好ましい。グルコースを生成し得る酵素としては、グルコース単位切断酵素(例えば、β−グルコシダーゼ)に加え、エンドグルカナーゼもグルコースを生成し得る。例えば、酵母において、β−グルコシダーゼ、エンドグルカナーゼ、およびセロビオヒドロラーゼを分泌または表層提示させ得る。   For good hydrolysis of cellulose, enzymes with different cellulose hydrolysis modes may be combined. Enzymes that act in a variety of different cellulose hydrolysis modes can be combined, as appropriate, such as intramolecular cellulose cleavage, cellulose molecular termination, and glucose unit cleavage. Examples of enzymes with respective modes of hydrolysis include, but are not limited to endoglucanases, cellobiohydrolases, and β-glucosidases. The combination of enzymes with different modes of cellulose hydrolysis may for example be selected from the group consisting of endoglucanases, cellobiohydrolases, and β-glucosidases. Since it is desirable to be able to ultimately produce glucose, which is a constituent sugar of cellulose, it is preferable to include at least one enzyme capable of producing glucose. As enzymes capable of producing glucose, in addition to glucose unit cleaving enzymes (eg, β-glucosidase), endoglucanases can also produce glucose. For example, in yeast, β-glucosidase, endoglucanase, and cellobiohydrolase can be secreted or surface-displayed.

(ターミネーターDNA)
分泌カセットまたは表層提示カセットを含むポリヌクレオチドは、さらにターミネーターDNAを含むことができる。
(Terminator DNA)
The polynucleotide comprising the secretion cassette or the surface display cassette may further comprise a terminator DNA.

ターミネーターDNAは、ターミネーター活性を有していればよく、「ターミネーター活性」とは、ターミネーター領域において転写を終結させる活性をいう。ターミネーターは、ターミネーター活性を有しさえすればよく、所望のターミネーター領域を保有する菌体、ファージなどから、制限酵素を用いて切り出し得る。必要に応じて制限酵素認識部位またはクローニングベクターの挿入部位を設けたプライマーを用い、PCRで所望のターミネーター領域を増幅することによりターミネーター領域のDNA断片を得ることができる。また、既に判明しているターミネーター領域の塩基配列情報をもとにして、所望のターミネーターDNAを化学合成してもよい。   The terminator DNA should have terminator activity, and "terminator activity" refers to the activity to terminate transcription in the terminator region. The terminator only needs to have terminator activity, and can be excised from a cell, phage or the like carrying a desired terminator region using a restriction enzyme. If necessary, a DNA fragment of a terminator region can be obtained by amplifying a desired terminator region by PCR using a primer provided with a restriction enzyme recognition site or an insertion site of a cloning vector. Alternatively, desired terminator DNA may be chemically synthesized based on already known nucleotide sequence information of the terminator region.

ターミネーターDNAとしては、α−アグルチニンターミネーター、ADH1(アルデヒドデヒドロゲナーゼ)ターミネーター、TDH3(グリセルアルデヒド−3’−リン酸デヒドロゲナーゼ)ターミネーター、DIT1ターミネーターなどが挙げられる。   Examples of the terminator DNA include α-agglutinin terminator, ADH1 (aldehyde dehydrogenase) terminator, TDH3 (glyceraldehyde-3′-phosphate dehydrogenase) terminator, DIT1 terminator and the like.

(発現カセットの構築)
本明細書において、「発現カセット」とは、目的タンパク質が発現し得るように、該目的タンパク質をコードするDNAと、その発現を調節するための種々の調節エレメントとが、宿主の微生物または細胞中で機能し得る状態で連結されているDNA配列またはポリヌクレオチドをいう。ここで「機能し得る状態で連結されている」とは、目的タンパク質をコードするDNAが、プロモーターの制御下で、そして場合により他の調節エレメントの制御下で、発現されるように、発現カセットまたは発現ベクターに含まれる各構成要素が連結されていることを意味する。各構成要素は、目的タンパク質が発現し得る限りにおいて、それらの要素間にリンカーなどの配列をさらに含んで連結されていてもよい。
(Construction of expression cassette)
In the present specification, an "expression cassette" refers to a DNA encoding a target protein and various regulatory elements for regulating the expression thereof so that the target protein can be expressed in a microorganism or cell of a host. A DNA sequence or polynucleotide linked in a functional manner. Here, "functionally linked" means that the expression cassette is such that the DNA encoding the target protein is expressed under the control of a promoter and optionally under the control of other regulatory elements. Alternatively, it means that each component contained in the expression vector is linked. Each component may be further linked including a sequence such as a linker between the elements as long as the target protein can be expressed.

発現カセットとしては、以下に説明するような分泌型の発現カセットおよび表層提示型の発現カセットが挙げられる。   Examples of expression cassettes include secreted expression cassettes and surface-displayed expression cassettes as described below.

分泌型の発現カセットは、プロモーターDNA、本発明の分泌シグナルペプチドをコードするDNA、および目的タンパク質をコードするDNAを含む(この発現カセットを、分泌カセットともいう)。   The secretory type expression cassette includes a promoter DNA, a DNA encoding a secretory signal peptide of the present invention, and a DNA encoding a target protein (this expression cassette is also referred to as a secretory cassette).

表層提示型の発現カセットは、プロモーターDNA、本発明の分泌シグナルペプチドをコードするDNA、目的タンパク質をコードするDNA、およびアンカードメインをコードするDNAを含む(この発現カセットを、表層提示カセットともいう)。   The surface display type expression cassette includes a promoter DNA, a DNA encoding a secretion signal peptide of the present invention, a DNA encoding a target protein, and a DNA encoding an anchor domain (this expression cassette is also referred to as a surface display cassette) .

分泌カセットでは、プロモーターDNA、分泌シグナルペプチドをコードするDNA、および目的タンパク質をコードするDNAが、宿主微生物または宿主細胞中で機能し得る状態で連結され得る。分泌カセットは、例えば、5’から3’に向かって、プロモーターDNA、本発明の分泌シグナルペプチドをコードするDNA、および目的タンパク質をコードするDNAを記載の順に含むように構築される。分泌カセットは、目的タンパク質をコードするDNAの下流にターミネーターDNAをさらに含み得る。   In the secretion cassette, a promoter DNA, a DNA encoding a secretion signal peptide, and a DNA encoding a target protein can be linked in a state where they can function in a host microorganism or host cell. The secretion cassette is constructed to contain, for example, the promoter DNA, the DNA encoding the secretion signal peptide of the present invention, and the DNA encoding the target protein in the order listed from 5 'to 3'. The secretion cassette may further comprise terminator DNA downstream of the DNA encoding the protein of interest.

表層提示カセットでは、プロモーターDNA、分泌シグナルペプチドをコードするDNA、目的タンパク質をコードするDNA、およびアンカードメインをコードするDNAが、宿主微生物または宿主細胞中で機能し得る状態で連結され得る。表層提示カセットは、例えば、5’から3’に向かって、プロモーターDNA、本発明の分泌シグナルペプチドをコードするDNA、目的タンパク質をコードするDNA、およびアンカードメインをコードするDNAを記載の順に含むように構築される。表層提示カセットは、アンカードメインをコードするDNAの下流にターミネーターDNAをさらに含み得る。   In the surface display cassette, a promoter DNA, a DNA encoding a secretory signal peptide, a DNA encoding a target protein, and a DNA encoding an anchor domain can be linked in a functional manner in a host microorganism or host cell. The surface layer display cassette includes, for example, in the order of 5 'to 3', promoter DNA, DNA encoding the secretion signal peptide of the present invention, DNA encoding the target protein, and DNA encoding the anchor domain. To be built. The surface display cassette may further comprise terminator DNA downstream of the DNA encoding the anchor domain.

各種配列を含むDNAの合成および結合は、当業者が通常用い得る技術で行われ得る。各構成要素の結合については、例えば、PCR法により適当な制限酵素の認識配列を付与された各構成要素のDNAをその制限酵素で切断し、リガーゼなどを用いて連結すること、あるいはOne-step isothermal assembly(非特許文献8)を用いて行うことができる。これらの方法を用いることにより、正確な分泌シグナルペプチドの切断および活性な酵素の発現が可能である。   The synthesis and ligation of DNA containing various sequences can be performed by techniques that can be routinely used by those skilled in the art. For binding of each component, for example, DNA of each component to which a recognition sequence of a suitable restriction enzyme is imparted by PCR method is cleaved with the restriction enzyme and ligated using ligase or the like, or One-step It can carry out using isothermal assembly (nonpatent literature 8). By using these methods it is possible to cleave the correct secretion signal peptide and to express the active enzyme.

目的タンパク質(例えば、エンドグルカナーゼ、セロビオヒドロラーゼ、β−グルコシダーゼなどの酵素、蛍光タンパク質、または各種抗体)をコードする領域(構造遺伝子)、およびプロモーターおよびターミネーターなどの発現調節配列を含むプラスミドから、適宜、ベクターの調製に適した形態で切り出して、インサートを調製することによって利用することもできる。   From a plasmid containing a region (structural gene) encoding a target protein (eg, an enzyme such as endoglucanase, cellobiohydrolase, β-glucosidase, a fluorescent protein, or various antibodies), and an expression control sequence such as a promoter and a terminator Alternatively, it can be used by preparing an insert by excising it in a form suitable for the preparation of a vector.

あるいは、本発明の発現カセット(分泌カセットおよび表層提示カセット)は、目的タンパク質をコードするDNAを含む代わりに、目的タンパク質をコードするDNAを挿入するためのクローニング部位を含有するものであってもよい。そのようなクローニング部位は当技術分野で公知であり、例えば、様々な制限酵素により認識される部位を含むマルチクローニング部位を利用することができる。このようなクローニング部位を含有する発現カセットの場合、目的タンパク質をコードするDNAを、そのクローニング部位を介して発現カセットに挿入することが容易となる。   Alternatively, the expression cassette (secretion cassette and surface display cassette) of the present invention may contain a cloning site for inserting DNA encoding a target protein instead of including DNA encoding a target protein. . Such cloning sites are known in the art and, for example, multiple cloning sites can be utilized which include sites recognized by various restriction enzymes. In the case of an expression cassette containing such a cloning site, it becomes easy to insert the DNA encoding the target protein into the expression cassette via the cloning site.

(発現ベクター)
本発明は、上記発現カセットを含む発現ベクターを提供する。本発明の分泌型の発現ベクターは、上記分泌型の発現カセットを含み、そして本発明の表層提示型の発現ベクターは、上記表層提示型の発現カセットを含む。本明細書において「発現ベクター」とは、目的タンパク質をコードするDNAの発現のためのユニット(発現カセット)が挿入されたベクターをいい、目的タンパク質をコードするDNAが挿入されたものを含む。発現ベクターは、プラスミドベクターであってもよく、あるいは人工染色体であってもよい。酵母を宿主とする場合、ベクターの調製が容易であり、また酵母細胞の形質転換が容易である点で、プラスミドの形態が好ましい。DNAの取得の簡易化の点からは、酵母と大腸菌とのシャトルベクターであることが好ましい。必要に応じて、ベクターは、調節配列(オペレーター、エンハンサーなど)を含み得る。このようなベクターは、例えば、酵母の2μmプラスミドの複製開始点(Ori)とColE1の複製開始点とを有しており、酵母選択マーカー(以下に説明)および大腸菌の選択マーカー(薬剤耐性遺伝子など)を有する。
(Expression vector)
The present invention provides an expression vector comprising the above expression cassette. The secretory expression vector of the present invention comprises the secretory expression cassette, and the surface display expression vector of the present invention comprises the surface display expression cassette. As used herein, the term "expression vector" refers to a vector into which a unit (expression cassette) for expression of a DNA encoding a target protein is inserted, including a DNA into which a DNA encoding a target protein is inserted. The expression vector may be a plasmid vector or may be an artificial chromosome. When yeast is used as a host, the form of a plasmid is preferred in that the preparation of the vector is easy and the transformation of yeast cells is easy. From the viewpoint of simplification of DNA acquisition, a shuttle vector of yeast and E. coli is preferred. If necessary, the vector may contain regulatory sequences (operators, enhancers, etc.). Such a vector has, for example, an origin of replication (Ori) of a 2 μm plasmid of yeast and an origin of replication of ColE1, a yeast selection marker (described below) and an E. coli selection marker (drug resistance gene etc.) ).

酵母選択マーカーとしては、公知の任意のマーカーが利用され得る。例えば、薬剤耐性遺伝子、栄養要求性マーカー遺伝子(例えば、イミダゾールグリセロールリン酸デヒドロゲナーゼ(HIS3)をコードする遺伝子、リンゴ酸ベータ−イソプロピルデヒドロゲナーゼ(LEU2)をコードする遺伝子、O−アセチルホモセリンO−アセチルセリンスルフィドリラーゼ(MET15)をコードする遺伝子、トリプトファンシンターゼ(TRP5)をコードする遺伝子、アルギニノコハク酸リアーゼ(ARG4)をコードする遺伝子、N−(5'−ホスホリボシル)アントラニル酸イソメラーゼ(TRP1)をコードする遺伝子、ヒスチジノールデヒドロゲナーゼ(HIS4)をコードする遺伝子、オロチジン−5−リン酸デカルボキシラーゼ(URA3)をコードする遺伝子、ジヒドロオロト酸デヒドロゲナーゼ(URA1)をコードする遺伝子、ガラクトキナーゼ(GAL1)をコードする遺伝子、およびアルファ−アミノアジピン酸レダクターゼ(LYS2)をコードする遺伝子など)が挙げられる。例えば、栄養要求性マーカー遺伝子(例えば、HIS3、LEU2、URA3、MET15欠損マーカーなど)が好ましく用いられ得る。   Any known marker can be used as a yeast selection marker. For example, a drug resistance gene, a gene encoding auxotrophic marker gene (eg, imidazole glycerol phosphate dehydrogenase (HIS3), a gene encoding malate beta-isopropyl dehydrogenase (LEU2), O-acetylhomoserine O-acetylserine sulfide A gene encoding lylase (MET15), a gene encoding tryptophan synthase (TRP5), a gene encoding argininosuccinate lyase (ARG4), a gene encoding N- (5'-phosphoribosyl) anthranilate isomerase (TRP1), A gene encoding histidinol dehydrogenase (HIS4), a gene encoding orotidine-5-phosphate decarboxylase (URA3), dihydroorotic acid dehydrogenase And the gene encoding galactokinase (GAL1) and the gene encoding alpha-aminoadipate reductase (LYS2). For example, an auxotrophic marker gene (eg, HIS3, LEU2, URA3, MET15 deficient marker, etc.) can be preferably used.

(形質転換酵母の調製)
宿主として用いる酵母は、子のう菌酵母(Ascomycetous yeast)に属するものであればよく、特に限定されない。例えば、サッカロマイセス属(Saccharomyces)、クルイウェロマイセス属(Kluyveromyces)、カンジダ属(Candida)、ピキア属(Pichia)、スキゾサッカロマイセス属(Schizosaccharomyces)、ハンセヌラ属(Hancenula)、クロッケラ属(Kloeckera)、シュワニオマイセス属(Schwanniomyces)、コマガタエラ属(Komagataella)およびヤロウィア属(Yarrowia)などの酵母が挙げられる。
(Preparation of transformed yeast)
The yeast used as a host is not particularly limited as long as it belongs to Ascomycetous yeast. For example, Saccharomyces (Saccharomyces), Kluyveromyces (Kluyveromyces), Candida (Candida), Pichia (Pichia), Schizosaccharomyces (Schizosaccharomyces), Hansenula (Hancenula), Klockera (Kloeckera), Examples include yeasts such as Schwanniomyces, Komagataella and Yarrowia.

本発明の酵母は、上記発現カセットまたは発現ベクターを宿主となる酵母に導入することにより得られる。「導入」とは、発現カセットまたは発現ベクター中の発現を目的とする遺伝子(目的タンパク質をコードするDNA)が宿主細胞に導入されるだけでなく、宿主細胞で発現されることも含む。導入方法は特に限定されず、公知の方法を採用できる。代表的には、上記説明した本発明の発現ベクターを用いて酵母を形質転換する方法が挙げられる。形質転換方法は、特に限定されず、リン酸カルシウム法、エレクトロポレーション法、リポフェクション法、DEAEデキストラン法、酢酸リチウム法、プロトプラスト法などのトランスフェクション法やマイクロインジェクション法のような公知の方法を制限なく使用できる。導入された遺伝子は、プラスミドの形態で存在してもよく、または酵母の染色体に挿入された形態あるいは酵母の染色体に相同組換えにより組み込まれた形態で存在してもよい。   The yeast of the present invention can be obtained by introducing the above expression cassette or expression vector into a yeast serving as a host. The term "introduction" includes not only introduction into a host cell of a gene (DNA encoding a target protein) targeted for expression in an expression cassette or expression vector, but also expression in a host cell. The introduction method is not particularly limited, and known methods can be adopted. Typically, a method of transforming yeast using the expression vector of the present invention described above can be mentioned. The transformation method is not particularly limited, and publicly known methods such as calcium phosphate method, electroporation method, lipofection method, DEAE dextran method, lithium acetate method, transfection method such as protoplast method and microinjection method are used without limitation. it can. The introduced gene may be present in the form of a plasmid, or may be present in the form inserted into the yeast chromosome or in the form integrated by homologous recombination in the yeast chromosome.

分泌カセットを含む発現ベクターを酵母に導入し、形質転換酵母を得ることにより、タンパク質を分泌する酵母を作製し得る。表層提示カセットを含む発現ベクターを酵母に導入し、形質転換酵母を得ることにより、タンパク質を細胞表層に提示する酵母を作製し得る。   By introducing an expression vector containing a secretion cassette into yeast and obtaining a transformed yeast, a yeast that secretes a protein can be produced. By introducing an expression vector containing a surface layer display cassette into yeast to obtain a transformed yeast, a yeast that displays proteins on the cell surface can be produced.

上記発現カセットまたは発現ベクターが導入された酵母は、常法に従い、酵母選択マーカーによる形質、菌体の目的タンパク質の活性(表層提示型)または菌体外の目的タンパク質の活性(分泌型)などを指標として選択することができる。   The yeast into which the above expression cassette or expression vector has been introduced can be transformed according to a conventional method into a trait by a yeast selection marker, an activity of a target protein of a bacterial cell (surface display type) or an activity of a target protein outside extracellular (secretory type) It can be selected as an indicator.

また、表層提示カセットを含む発現ベクターを酵母に導入して得られた形質転換酵母の細胞表層に目的タンパク質が固定(細胞表層提示)されていることは、常法により確認することができる。例えば、被験酵母に、このタンパク質に対する抗体と、FITCのような蛍光標識2次抗体またはアルカリフォスファターゼのような酵素標識2次抗体などとを作用させる方法、このタンパク質に対する抗体とビオチン標識2次抗体とを反応させた後さらに蛍光標識ストレプトアビジンを作用させる方法などが挙げられる。   In addition, it can be confirmed by a conventional method that the target protein is immobilized (cell surface display) on the cell surface of the transformed yeast obtained by introducing the expression vector containing the surface layer display cassette into yeast. For example, a method in which an antibody against this protein and a fluorescently labeled secondary antibody such as FITC or an enzyme-labeled secondary antibody such as alkaline phosphatase are allowed to act on a test yeast, an antibody against this protein and a biotin-labeled secondary antibody And the like, and a method of causing fluorescent labeled streptavidin to act further, and the like.

複数種のタンパク質を分泌または細胞表層提示発現するように、酵母を形質転換することもできる。この場合、複数種のタンパク質のそれぞれをコードする配列の遺伝子発現カセットを含むそれぞれの発現ベクターを構築してもよく、複数の遺伝子発現カセットを1つの発現ベクターに入れることもできる。例えば、3遺伝子同時発現用ベクターpATP403を利用することができる(非特許文献9)。   Yeast can also be transformed to secrete or express on the surface of multiple proteins. In this case, each expression vector containing a gene expression cassette of a sequence encoding each of a plurality of types of proteins may be constructed, or a plurality of gene expression cassettes may be contained in one expression vector. For example, a vector pATP403 for simultaneous expression of three genes can be used (Non-patent Document 9).

本発明の形質転換酵母は、一般的に酵母に適用可能な培養条件下で培養し得る。形質転換酵母の培養は、当業者に周知の方法により適宜実施できる。培地組成、培養pHおよび培養温度は、その酵母の性質および目的タンパク質に応じて、適宜設定し得る。培養の際の菌体密度および培養時間もまた、その酵母の性質および目的タンパク質に応じて適宜設定し得る。   The transformed yeast of the present invention can be cultured under culture conditions generally applicable to yeast. Cultivation of transformed yeast can be appropriately carried out by methods known to those skilled in the art. The medium composition, the culture pH and the culture temperature can be appropriately set according to the nature of the yeast and the target protein. Cell density and culture time during culture may also be appropriately set according to the nature of the yeast and the target protein.

さらに、本発明によれば、タンパク質を分泌生産する方法もまた提供される。本方法は、分泌型の形質転換酵母を上述した培養工程を用いて実施することができる。例えば、当該方法により、抗体や酵素等のタンパク質を分泌生産し得る。必要に応じて、培養液から生産含有画分を回収する工程、さらにこれを精製または濃縮する工程を実施することもできる。これらの工程およびそれらに要する手段は、当業者によって適宜選択される。   Furthermore, according to the present invention, there is also provided a method of secretory production of a protein. This method can be carried out using the culture step described above for the secretory form of the transformed yeast. For example, proteins such as antibodies and enzymes can be secreted and produced by the method. If necessary, the step of recovering the production-containing fraction from the culture solution, and the step of purifying or concentrating it can also be carried out. Those steps and means required for them are appropriately selected by those skilled in the art.

本発明の形質転換酵母を発酵培養に供する場合、酵母に一般的に適用される培養条件を適宜選択して用いることができる。典型的には、発酵のための培養のために、静置培養、振とう培養または通気攪拌培養等を用いることができる。通気条件は、嫌気条件下、微好気条件下、および好気条件などから適宜選択することができる。培地組成、培地pH、培養温度、培養の際の菌体密度および培養時間、その後の回収、精製、濃縮については、適宜設定され得る。   When the transformed yeast of the present invention is subjected to fermentation culture, culture conditions generally applied to the yeast can be appropriately selected and used. Typically, stationary culture, shaking culture, aeration stirring culture and the like can be used for culture for fermentation. The aeration conditions can be appropriately selected from anaerobic conditions, microaerobic conditions, aerobic conditions and the like. The medium composition, medium pH, culture temperature, cell density in culture and culture time, and subsequent recovery, purification, and concentration can be appropriately set.

以下、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described by way of examples, but the present invention is not limited by these examples.

SED1分泌シグナル(配列番号2)およびCWP2分泌シグナル(配列番号20)のアミノ酸配列は、GenBankに登録されたそれぞれの遺伝子にコードされるアミノ酸配列から、シグナルペプチド予測プログラムPSORT(http://psort.nibb.ac.jp/)(WoLF PSORT(http://www.genscript.com/psort/wolf_psort.html)として利用可能)による予測に基づき、抽出した。   The amino acid sequences of the SED1 secretion signal (SEQ ID NO: 2) and the CWP2 secretion signal (SEQ ID NO: 20) are derived from the signal peptide prediction program PSORT (http: // psort. Extracted based on the prediction by nibb.ac.jp/ (available as WoLF PSORT (http://www.genscript.com/psort/wolf_psort.html)).

本実施例で用いた酵母サッカロマイセス・セレビシエのBY4741株(非特許文献8)は、Invitrogen社より入手した。   Yeast Saccharomyces cerevisiae strain BY4741 (non-patent document 8) used in this example was obtained from Invitrogen.

本実施例に示す全てのPCR法には、KOD−Plus−Neo−DNAポリメラーゼ(東洋紡績株式会社製)を用いて実施した。   All PCR methods shown in this example were performed using KOD-Plus-Neo-DNA polymerase (manufactured by Toyobo Co., Ltd.).

本実施例に示す全ての酵母への遺伝子導入は、酢酸リチウム法によって実施した。   Gene transfer to all the yeasts shown in this example was carried out by the lithium acetate method.

(調製例1:各種発現カセットを含有するベクタープラスミドの調製)
下記発現カセットX1〜X19をそれぞれ含むプラスミドを調製した:
X1:SED1プロモーター+グルコアミラーゼ分泌シグナル+BGL1+SED1アンカードメイン
X2:SED1プロモーター+SED1分泌シグナル+BGL1+SED1アンカードメイン
X3:SED1プロモーター+MFα prepro+BGL1+SED1アンカードメイン
X4:SED1プロモーター+HKR1分泌シグナル+BGL1+SED1アンカードメイン
X5:SED1プロモーター+グルコアミラーゼ分泌シグナル+BGL1
X6:SED1プロモーター+SED1分泌シグナル+BGL1
X7:SED1プロモーター+MFα prepro+BGL1
X8:SED1プロモーター+HKR1分泌シグナル+BGL1
X9:SED1プロモーター+グルコアミラーゼ分泌シグナル+EGII+SED1アンカードメイン
X10:SED1プロモーター+SED1分泌シグナル+EGII+SED1アンカードメイン
X11:SED1プロモーター+MFα prepro+EGII+SED1アンカードメイン
X12:TDH3プロモーター+グルコアミラーゼ分泌シグナル+BGL1+SED1アンカードメイン
X13:TDH3プロモーター+SED1分泌シグナル+BGL1+SED1アンカードメイン
X14:TDH3プロモーター+MFα prepro+BGL1+SED1アンカードメイン
X15:PGK1プロモーター+グルコアミラーゼ分泌シグナル+BGL1+SED1アンカードメイン
X16:PGK1プロモーター+SED1分泌シグナル+BGL1+SED1アンカードメイン
X17:PGK1プロモーター+MFα prepro+BGL1+SED1アンカードメイン
X18:CWP2プロモーター+SED1分泌シグナル+BGL1
X19:CWP2プロモーター+CWP2分泌シグナル+BGL1
X20:ピキア・パストリス由来TDH1プロモーター+MFα prepro+GFP
X21:ピキア・パストリス由来TDH1プロモーター+グルコアミラーゼ分泌シグナル+GFP
X22:ピキア・パストリス由来TDH1プロモーター+SED1分泌シグナル+GFP
Preparation Example 1: Preparation of Vector Plasmid Containing Various Expression Cassettes
Plasmids were prepared containing the following expression cassettes X1 to X19 respectively:
X1: SED1 promoter + glucoamylase secretion signal + BGL1 + SED1 anchor domain X2: SED1 promoter + SED1 secretion signal + BGL1 + SED1 anchor domain X3: SED1 promoter + MFα prepro + BGL1 + SED1 anchor domain X4: SED1 promoter + HKR1 secretion signal + BGL1 + SED1 anchor domain X1
X6: SED1 promoter + SED1 secretion signal + BGL1
X7: SED1 promoter + MFα prepro + BGL1
X8: SED1 promoter + HKR1 secretion signal + BGL1
X9: SED1 promoter + glucoamylase secretion signal + EGII + SED1 anchor domain X10: SED1 promoter + SED1 secretion signal + EGII + SED1 anchor domain X11: SED1 promoter + MFα prepro + EGII + SED1 anchor domain X12: TDH3 promoter + glucoamylase secretion signal + BGL1 + SED1 anchor domain X13: TDH3 Anchor domain X14: TDH3 promoter + MFα prepro + BGL1 + SED1 anchor domain X15: PGK1 promoter + glucoamylase secretion signal + BGL1 + SED1 anchor domain X16: PGK1 promoter + SED1 secretion signal + BGL1 + SED1 anchor domain X17: PGK1 promoter + MFα prepro + BGL1 + SED1
X19: CWP2 promoter + CWP2 secretion signal + BGL1
X20: Pichia pastoris -derived TDH1 promoter + MFα prepro + GFP
X21: Pichia pastoris -derived TDH1 promoter + glucoamylase secretion signal + GFP
X22: Pichia pastoris -derived TDH1 promoter + SED1 secretion signal + GFP

上記発現カセットに含まれる各構成要素の塩基配列およびアミノ酸配列は、以下に示されるとおりである:
配列番号1:サッカロマイセス・セレビシエ由来のSED1の分泌シグナルペプチドをコードするDNAの塩基配列
配列番号2:サッカロマイセス・セレビシエ由来のSED1の分泌シグナルペプチドのアミノ酸配列
配列番号3:サッカロマイセス・セレビシエ由来のSED1のプロモーターの塩基配列
配列番号4:本発明の実施例においてSED1アンカードメインとして用いた、サッカロマイセス・セレビシエ由来のSED1アンカータンパク質のコーディング領域から開始コドンを除いた領域のDNAの塩基配列
配列番号5:本発明の実施例においてSED1アンカードメインとして用いた、サッカロマイセス・セレビシエ由来のSED1アンカータンパク質(但し開始メチオニンを含まない)のアミノ酸配列
配列番号6:リゾプス・オリゼ(Rhizopus oryzae)由来のグルコアミラーゼ分泌シグナルペプチドをコードするDNAの塩基配列
配列番号7:リゾプス・オリゼ由来のグルコアミラーゼ分泌シグナルペプチドのアミノ酸配列
配列番号8:サッカロマイセス・セレビシエ由来のMFα preproをコードするDNAの塩基配列
配列番号9:サッカロマイセス・セレビシエ由来のMFα preproのアミノ酸配列
配列番号10:サッカロマイセス・セレビシエ由来の分泌タンパク質HKR1の分泌シグナルペプチドをコードするDNAの塩基配列
配列番号11:サッカロマイセス・セレビシエ由来の分泌タンパク質HKR1の分泌シグナルペプチドのアミノ酸配列
配列番号12:サッカロマイセス・セレビシエ由来のTDH3プロモーターの塩基配列
配列番号13:サッカロマイセス・セレビシエ由来のPGK1プロモーターの塩基配列
配列番号14:アスペルギルス・アクレアタス由来β−グルコシダーゼ1(BGL1)をコードするDNAの塩基配列
配列番号15:アスペルギルス・アクレアタス由来β−グルコシダーゼ1(BGL1)のアミノ酸配列
配列番号16:トリコデルマ・リーセイ由来エンドグルカナーゼII(EGII)をコードするDNAの塩基配列
配列番号17:トリコデルマ・リーセイ由来エンドグルカナーゼII(EGII)のアミノ酸配列
配列番号18:サッカロマイセス・セレビシエ由来のCWP2プロモーターの塩基配列
配列番号19:サッカロマイセス・セレビシエ由来のCWP2分泌シグナルペプチドをコードするDNAの塩基配列
配列番号20:サッカロマイセス・セレビシエ由来のCWP2分泌シグナルペプチドのアミノ酸配列
配列番号21:ピキア・パストリス由来のTDH1プロモーターの塩基配列
配列番号22:ピキア・パストリスのコドンに最適化したウミキノコグリーン1(mUkG1)をコードするDNAの塩基配列
配列番号23:ウミキノコグリーン1(mUkG1)のアミノ酸配列
The nucleotide sequence and amino acid sequence of each component contained in the above expression cassette are as shown below:
SEQ ID NO: 1: Nucleotide sequence of a DNA encoding a secretion signal peptide of SED1 derived from Saccharomyces cerevisiae. SEQ ID NO: 2: Amino acid sequence of a secretion signal peptide of SED1 derived from Saccharomyces cerevisiae. SEQ ID NO: 3: Promoter of SED1 derived from Saccharomyces cerevisae. Nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4: base sequence of DNA of a region of the coding region of SED1 anchor protein derived from Saccharomyces cerevisiae used as a SED1 anchor domain in the examples of the present invention excluding the initiation codon SEQ ID NO: 5 of the present invention Amino acid sequence of SED1 anchor protein from Saccharomyces cerevisiae (but not including the initiation methionine) used as a SED1 anchor domain in the examples SEQ ID NO: 6: derived from Rhizopus oryzae Nucleotide sequence of DNA encoding glucoamylase secretion signal peptide SEQ ID NO: 7: Amino acid sequence of glucoamylase secretion signal peptide from Rhizopus olize SEQ ID NO. 8: Nucleotide sequence sequence of DNA encoding MFα prepro derived from Saccharomyces cerevisiae : Amino acid sequence of MFα prepro derived from Saccharomyces cerevisiae SEQ ID NO: 10: Nucleotide sequence of DNA encoding secretory signal peptide of secretory protein HKR1 derived from Saccharomyces cerevisae SEQ ID NO 11: Secreted signal peptide of secretory protein HKR1 derived from Saccharomyces cerevisiae Amino acid sequence of SEQ ID NO: 12: base sequence of TDH3 promoter derived from Saccharomyces cerevisiae SEQ ID NO: 13: base sequence of PGK1 promoter derived from Saccharomyces cerevisae SEQ ID NO: 1 : Nucleotide sequence of DNA encoding .beta.-glucosidase 1 (BGL1) derived from Aspergillus acreatus SEQ ID NO: 15 amino acid sequence of .beta.-glucosidase 1 derived from Aspergillus acreatus 1 (BGL1) SEQ ID NO: 16: Endoglucanase II derived from Trichoderma reesei (EGII) SEQ ID NO: 17: Amino acid sequence of endoglucanase II (EGII) from Trichoderma reesei SEQ ID NO: 18: Nucleotide sequence of CWP2 promoter from Saccharomyces cerevisiae SEQ ID NO: 19: CWP2 secretion from Saccharomyces cerevisae Nucleotide sequence of DNA encoding signal peptide SEQ ID NO: 20: Amino acid sequence of CWP2 secretion signal peptide from Saccharomyces cerevisiae SEQ ID NO: 21: TDH1 promoter from Pichia pastoris Group SEQ SEQ ID NO: 22: Pichia pastoris sea mushroom Green 1 optimized in codon (mUkG1) of DNA encoding the nucleotide sequence SEQ ID NO: 23: amino acid sequence of the sea mushroom Green 1 (mUkG1)

以下、本実施例で用いる形質転換酵母株を得るために使用した各種プラスミドの調製手順について説明する。   Hereinafter, preparation procedures of various plasmids used to obtain a transformed yeast strain used in this example will be described.

サッカロマイセス・セレビシエ由来の細胞表層局在タンパク質遺伝子Sed1について、PCR法により、サッカロマイセス・セレビシエBY4741株ゲノムを鋳型とし、プライマー対Sed1p-F(配列番号24)およびSed1ss-R(配列番号25)を用いて増幅し、プロモーター領域および分泌シグナル配列を含むDNA断片を調製した。この断片を、ベクタープラスミドpIBG-SGS(栄養要求性マーカー遺伝子HIS3、およびBGL1発現カセット(すなわち、SED1プロモーター、リゾプス・オリゼ由来グルコアミラーゼの分泌シグナルペプチド配列、アスペルギルス・アクレアタス由来β−グルコシダーゼ1(BGL1)遺伝子のコーディング領域、SED1遺伝子のコーディング領域、およびα−アグルチニン遺伝子のコーディング領域下流445bpのターミネーター領域がこの順に配置されているカセット:発現カセットX1)を有する表層発現用ベクター:非特許文献10のpIBG-SSに相当)を鋳型とし、プライマー対BGL1-F(配列番号26)およびPRS-R(配列番号27)を用いて増幅した断片と、One-step isothermal assemblyにより連結した。得られた発現カセットX2を含むプラスミドをpIBG-SSSと命名した。   The cell surface localization protein gene Sed1 derived from Saccharomyces cerevisiae is PCR-analyzed using the genome of Saccharomyces cerevisiae strain BY4741 as a template and the primer pair Sed1p-F (SEQ ID NO: 24) and Sed1ss-R (SEQ ID NO: 25). After amplification, a DNA fragment containing a promoter region and a secretion signal sequence was prepared. This fragment is expressed in vector plasmid pIBG-SGS (Auxotrophic marker gene HIS3 and BGL1 expression cassette (ie, SED1 promoter, secretory signal peptide sequence of Rhizopus oryzae derived glucoamylase, β-glucosidase 1 from Aspergillus acreatus (BGL1)) A surface expression vector having a cassette in which a coding region of the gene, a coding region of the SED1 gene, and a coding region of 445 bp downstream of the coding region of the α-agglutinin gene are arranged in this order: pIBG of non-patent document 10 The fragment amplified using -P (corresponding to -SS) as a template and the primer pair BGL1-F (SEQ ID NO: 26) and PRS-R (SEQ ID NO: 27) was ligated by One-step isothermal assembly. The resulting plasmid containing the expression cassette X2 was named pIBG-SSS.

サッカロマイセス・セレビシエ由来のMFα prepro leader配列を含む断片を、PCR法により、pIUPGSBAAG(MFα prepro配列およびα−アグルチニン遺伝子の3’側の半分の領域を有するα−アミラーゼの表層発現用ベクター:非特許文献11)を鋳型とし、プライマー対MFa-F(配列番号28)およびMFa-R(配列番号29)を用いて増幅することにより調製した。この断片を、ベクタープラスミドpIBG-SGSを鋳型とし、プライマー対BGL1-F2(配列番号30)およびSed1p-R(配列番号31)を用いて増幅した断片と、One-step isothermal assemblyにより連結した。得られた発現カセットX3を含むプラスミドをpIBG-SMSと命名した。   A fragment containing the MFα prepro leader sequence derived from Saccharomyces cerevisiae is expressed by pIUPGSBAAG (MFα prepro sequence and a vector for surface expression of α-amylase having a region on the 3 'side of the α-agglutinin gene by PCR method): Non-patent document 11) was used as a template and was prepared by amplification using primer pair MFa-F (SEQ ID NO: 28) and MFa-R (SEQ ID NO: 29). This fragment was ligated with a fragment amplified using the vector plasmid pIBG-SGS as a template and the primer pair BGL1-F2 (SEQ ID NO: 30) and Sed1p-R (SEQ ID NO: 31) by one-step isothermal assembly. The resulting plasmid containing the expression cassette X3 was named pIBG-SMS.

サッカロマイセス・セレビシエ由来の分泌タンパク質遺伝子Hkr1について、PCR法により、サッカロマイセス・セレビシエBY4741株ゲノムを鋳型とし、プライマー対Hkr1ss-F(配列番号32)およびHkr1ss-R(配列番号33)を用いて増幅し、分泌シグナル配列を含むDNA断片を調製した。この断片を、ベクタープラスミドpIBG-SGSを鋳型とし、プライマー対BGL1-F3(配列番号34)およびSed1p-R2(配列番号35)を用いて増幅した断片と、One-step isothermal assemblyにより連結した。得られた発現カセットX4を含むプラスミドをpIBG-SHSと命名した。   The secreted protein gene Hkr1 derived from Saccharomyces cerevisiae is amplified by PCR using the genome of Saccharomyces cerevisiae strain BY4741 as a template and the primer pair Hkr1ss-F (SEQ ID NO: 32) and Hkr1ss-R (SEQ ID NO: 33), A DNA fragment containing the secretory signal sequence was prepared. This fragment was ligated to a fragment amplified using the vector plasmid pIBG-SGS as a template and the primer pair BGL1-F3 (SEQ ID NO: 34) and Sed1p-R2 (SEQ ID NO: 35) by one-step isothermal assembly. The resulting plasmid containing the expression cassette X4 was named pIBG-SHS.

pIBG-SGS、pIBG-SSS、pIBG-SMS、およびpIBG-SHSのSED1遺伝子のコーディング領域を除いた配列を、それぞれのプラスミドを鋳型とし、プライマー対PRS-BsrGI-F(配列番号36)およびBGL1-BsrGI-R(配列番号37)を用いて増幅することにより調製した。これらの断片をそれぞれBsrGIで処理し、セルフライゲーション法により環状化させた。得られた発現カセットX5、X6、X7、またはX8を含むプラスミドをそれぞれpIBG-SGsec、pIBG-SSsec、pIBG-SMsec、およびpIBG-SHsecと命名した。   Sequences other than the coding region of the SED1 gene of pIBG-SGS, pIBG-SSS, pIBG-SMS, and pIBG-SHS were used as a template for the respective plasmid as a template, and the primer pair PRS-BsrGI-F (SEQ ID NO: 36) and BGL1- Prepared by amplification using BsrGI-R (SEQ ID NO: 37). Each of these fragments was treated with BsrGI and circularized by the self ligation method. The resulting plasmids containing the expression cassettes X5, X6, X7 or X8 were named pIBG-SGsec, pIBG-SSsec, pIBG-SMsec, and pIBG-SHsec, respectively.

トリコデルマ・リーセイ由来エンドグルカナーゼII(EGII)遺伝子のコーディング領域を、PCR法により、pIEG-SGS(栄養要求性マーカー遺伝子HIS3、およびEGII発現カセット(すなわち、SED1プロモーター、リゾプス・オリゼ由来グルコアミラーゼの分泌シグナルペプチド配列、EGII遺伝子のコーディング領域、SED1遺伝子のコーディング領域、およびα−アグルチニン遺伝子のコーディング領域下流445bpのターミネーター領域がこの順に配置されているカセット:発現カセットX9)を有する表層発現用ベクター:非特許文献10のpIEG-SSに相当)を鋳型とし、プライマー対EGII-F(配列番号38)およびEGII-R(配列番号39)を用いて増幅することにより調製した。この断片を、ベクタープラスミドpIBG-SSSを鋳型とし、プライマー対Sed1a-F(配列番号40)およびSed1ss-R2(配列番号41)を用いて増幅した断片と、One-step isothermal assemblyにより連結した。得られた発現カセットX10を含むプラスミドをpIEG-SSSと命名した。   The coding region of the Trichoderma reesei-derived endoglucanase II (EGII) gene was amplified by PCR using the pIEG-SGS (auxotrophic marker gene HIS3 and EGII expression cassettes (that is, the secretory signal of the SED1 promoter, Rhizopus oryzae-derived glucoamylase) Surface expression vector having a cassette in which the peptide sequence, the coding region of the EGII gene, the coding region of the SED1 gene, and the coding region of the α-agglutinin gene downstream of 445 bp are arranged in this order: expression cassette X9) It was prepared by amplifying using the primer pair EGII-F (SEQ ID NO: 38) and EGII-R (SEQ ID NO: 39), using pIEG-SS (Reference 10) as a template. This fragment was ligated with a fragment amplified using the vector plasmid pIBG-SSS as a template and the primer pair Sed1a-F (SEQ ID NO: 40) and Sed1ss-R2 (SEQ ID NO: 41) by one-step isothermal assembly. The resulting plasmid containing the expression cassette X10 was named pIEG-SSS.

EGII遺伝子のコーディング領域を、PCR法により、pIEG-SGSを鋳型とし、プライマー対EGII-F2(配列番号42)およびEGII-R(配列番号39)を用いて増幅することにより調製した。この断片を、ベクタープラスミドpIBG-SMSを鋳型とし、プライマー対Sed1a-F(配列番号40)およびMFa-R2(配列番号43)を用いて増幅した断片と、One-step isothermal assemblyにより連結した。得られた発現カセットX11を含むプラスミドをpIEG-SMSと命名した。   The coding region of the EGII gene was prepared by PCR amplification using pIEG-SGS as a template and the primer pair EGII-F2 (SEQ ID NO: 42) and EGII-R (SEQ ID NO: 39). This fragment was ligated to a fragment amplified using the vector plasmid pIBG-SMS as a template and the primer pair Sed1a-F (SEQ ID NO: 40) and MFa-R2 (SEQ ID NO: 43) by One-step isothermal assembly. The resulting plasmid containing the expression cassette X11 was named pIEG-SMS.

サッカロマイセス・セレビシエ由来の遺伝子TDH3のプロモーター領域を、PCR法により、pIBG-TGS(栄養要求性マーカー遺伝子HIS3、およびBGL1発現カセット(すなわち、TDH3プロモーター、リゾプス・オリゼ由来グルコアミラーゼの分泌シグナルペプチド配列、BGL1遺伝子のコーディング領域、SED1遺伝子のコーディング領域、およびα−アグルチニン遺伝子のコーディング領域下流445bpのターミネーター領域がこの順に配置されているカセット:発現カセットX12)を有する表層発現用ベクター:非特許文献10のpIBG-TSに相当)を鋳型とし、プライマー対TDH3p-F(配列番号44)およびTDH3p-R(配列番号45)を用いて増幅することにより調製した。この断片を、ベクタープラスミドpIBG-SSSを鋳型とし、プライマー対Sed1ss-F(配列番号46)およびPRS-R2(配列番号47)を用いて増幅した断片と、One-step isothermal assemblyにより連結した。得られた発現カセットX13を含むプラスミドをpIBG-TSSと命名した。   PIBG-TGS (Auxotrophic marker gene HIS3 and BGL1 expression cassette (ie, TDH3 promoter, secretion signal peptide sequence of Rhizopus oryzae-derived glucoamylase, BGL1) by PCR method for the promoter region of the gene TDH3 derived from Saccharomyces cerevisiae A surface expression vector having a cassette in which a coding region of the gene, a coding region of the SED1 gene, and a coding region of 445 bp downstream of the coding region of the α-agglutinin gene are arranged in this order: pIBG of Non-Patent Document 10 (Corresponding to -TS) as a template and prepared by amplification using a primer pair TDH3p-F (SEQ ID NO: 44) and TDH3p-R (SEQ ID NO: 45). This fragment was ligated with a fragment amplified using the vector plasmid pIBG-SSS as a template and the primer pair Sed1ss-F (SEQ ID NO: 46) and PRS-R2 (SEQ ID NO: 47) by one-step isothermal assembly. The resulting plasmid containing the expression cassette X13 was named pIBG-TSS.

サッカロマイセス・セレビシエ由来の遺伝子TDH3のプロモーター領域を、PCR法により、pIBG-TGSを鋳型とし、プライマー対TDH3p-F(配列番号44)およびTDH3p-R2(配列番号48)を用いて増幅することにより調製した。この断片を、ベクタープラスミドpIBG-SMSを鋳型とし、プライマー対MFa-F2(配列番号49)およびPRS-R2(配列番号47)を用いて増幅した断片と、One-step isothermal assemblyにより連結した。得られた発現カセットX14を含むプラスミドをpIBG-TMSと命名した。   The promoter region of the gene TDH3 derived from Saccharomyces cerevisiae is prepared by PCR using pIBG-TGS as a template and using the primer pair TDH3p-F (SEQ ID NO: 44) and TDH3p-R2 (SEQ ID NO: 48) did. This fragment was ligated with a fragment amplified using the vector plasmid pIBG-SMS as a template and the primer pair MFa-F2 (SEQ ID NO: 49) and PRS-R2 (SEQ ID NO: 47) by One-step isothermal assembly. The resulting plasmid containing the expression cassette X14 was named pIBG-TMS.

サッカロマイセス・セレビシエ由来の遺伝子PGK1のプロモーター領域を、PCR法により、pGK403(PGK1のプロモーター領域およびターミネーター領域を有するタンパク質発現用ベクター:非特許文献12)を鋳型とし、プライマー対PGK1p-F(配列番号50)およびPGK1p-R(配列番号51)を用いて増幅することにより調製した。この断片を、ベクタープラスミドpIBG-SGSを鋳型とし、プライマー対GAss-F(配列番号52)およびPRS-R3(配列番号53)を用いて増幅した断片と、One-step isothermal assemblyにより連結した。得られた発現カセットX15を含むプラスミドをpIBG-PGSと命名した。   Using the promoter region of the gene PGK1 derived from Saccharomyces cerevisiae as a template by PCR, using pGK403 (a vector for protein expression having a promoter region and a terminator region of PGK1: non-patent document 12) as a template, primer pair PGK1p-F (SEQ ID NO: 50 And PGK1p-R (SEQ ID NO: 51) for amplification. This fragment was ligated with a fragment amplified using the vector plasmid pIBG-SGS as a template and the primer pair GAss-F (SEQ ID NO: 52) and PRS-R3 (SEQ ID NO: 53) by One-step isothermal assembly. The resulting plasmid containing the expression cassette X15 was named pIBG-PGS.

サッカロマイセス・セレビシエ由来の遺伝子PGK1のプロモーター領域を、PCR法により、pGK403を鋳型とし、プライマー対PGK1p-F(配列番号50)およびPGK1p-R2(配列番号54)を用いて増幅することにより調製した。この断片を、ベクタープラスミドpIBG-SSSを鋳型とし、プライマー対Sed1ss-F2(配列番号55)およびPRS-R3(配列番号53)を用いて増幅した断片と、One-step isothermal assemblyにより連結した。得られた発現カセットX16を含むプラスミドをpIBG-PSSと命名した。   The promoter region of the gene PGK1 derived from Saccharomyces cerevisiae was prepared by PCR using pGK403 as a template and amplification using the primer pair PGK1p-F (SEQ ID NO: 50) and PGK1p-R2 (SEQ ID NO: 54). This fragment was ligated with a fragment amplified using the vector plasmid pIBG-SSS as a template and the primer pair Sed1ss-F2 (SEQ ID NO: 55) and PRS-R3 (SEQ ID NO: 53) by one-step isothermal assembly. The resulting plasmid containing the expression cassette X16 was named pIBG-PSS.

サッカロマイセス・セレビシエ由来の遺伝子PGK1のプロモーター領域を、PCR法により、pGK403を鋳型とし、プライマー対PGK1p-F(配列番号50)およびPGK1p-R3(配列番号56)を用いて増幅することにより調製した。この断片を、ベクタープラスミドpIBG-SMSを鋳型とし、プライマー対MFa-F3(配列番号57)およびPRS-R3(配列番号53)を用いて増幅した断片と、One-step isothermal assemblyにより連結した。得られた発現カセットX17を含むプラスミドをpIBG-PMSと命名した。   The promoter region of the gene PGK1 derived from Saccharomyces cerevisiae was prepared by PCR using pGK403 as a template and amplification using the primer pair PGK1p-F (SEQ ID NO: 50) and PGK1p-R3 (SEQ ID NO: 56). This fragment was ligated with a fragment amplified using the vector plasmid pIBG-SMS as a template and the primer pair MFa-F3 (SEQ ID NO: 57) and PRS-R3 (SEQ ID NO: 53) by One-step isothermal assembly. The resulting plasmid containing the expression cassette X17 was named pIBG-PMS.

サッカロマイセス・セレビシエ由来の細胞表層局在タンパク質遺伝子CWP2のプロモーター領域を、PCR法により、サッカロマイセス・セレビシエBY4741株ゲノムを鋳型とし、プライマー対Cwp2p-F(配列番号58)およびCwp2p-R(配列番号59)を用いて増幅することにより調製した。この断片を、ベクタープラスミドpIBG-SSsecを鋳型とし、プライマー対Sed1ss-F3(配列番号60)およびPRS-R4(配列番号61)を用いて増幅した断片と、One-step isothermal assemblyにより連結した。得られた発現カセットX18を含むプラスミドをpIBG-CSsecと命名した。   The promoter region of the cell surface localized protein gene CWP2 derived from Saccharomyces cerevisiae is PCR by using the genome of Saccharomyces cerevisiae strain BY4741 as a template, and the primer pair Cwp2p-F (SEQ ID NO: 58) and Cwp2p-R (SEQ ID NO: 59) Prepared by amplification using This fragment was ligated with a fragment amplified using the vector plasmid pIBG-SSsec as a template and the primer pair Sed1ss-F3 (SEQ ID NO: 60) and PRS-R4 (SEQ ID NO: 61) by one-step isothermal assembly. The resulting plasmid containing the expression cassette X18 was named pIBG-CSsec.

サッカロマイセス・セレビシエ由来の細胞表層局在タンパク質遺伝子CWP2のプロモーター領域および分泌シグナル配列を、PCR法により、サッカロマイセス・セレビシエBY4741株ゲノムを鋳型とし、プライマー対Cwp2p-F(配列番号58)およびCwp2ss-R(配列番号62)を用いて増幅することにより調製した。この断片を、ベクタープラスミドpIBG-SSsecを鋳型とし、プライマー対BGL1-F4(配列番号63)およびPRS-R4(配列番号61)を用いて増幅した断片と、One-step isothermal assemblyにより連結した。得られた発現カセットX19を含むプラスミドをpIBG-CCsecと命名した。   The promoter region and secretory signal sequence of the cell surface localized protein gene CWP2 derived from Saccharomyces cerevisiae is PCR-mediated by using the genome of Saccharomyces cerevisiae strain BY4741 as a template, and the primer pair Cwp2p-F (SEQ ID NO: 58) and Cwp2ss-R (Sequence No. 58) Prepared by amplification using SEQ ID NO: 62). This fragment was ligated with a fragment amplified using the vector plasmid pIBG-SSsec as a template and the primer pair BGL1-F4 (SEQ ID NO: 63) and PRS-R4 (SEQ ID NO: 61) by One-step isothermal assembly. The resulting plasmid containing the expression cassette X19 was named pIBG-CCsec.

ピキア・パストリス由来のTDH1遺伝子のプロモーター領域、SpeIサイト、サッカロマイセス・セレビシエ由来のMFα prepro leader配列、XhoIサイト、緑色蛍光タンパク質(GFP)コーディング領域、およびピキア・パストリス由来のAOX1遺伝子のターミネーター領域がこの順に配置されている断片を、両端に制限酵素HindIIIおよびBamHIのサイトを付与したうえで遺伝子合成した。なお、GFP遺伝子には、ピキア・パストリスのコドンに最適化したウミキノコグリーン1(mUkG1)遺伝子を用いた。この断片をHindIIIおよびBamHIで処理し、同様に処理したプラスミドpUC19に連結した。得られたプラスミドをpmUkG1_MFαと命名した。続いて、G418耐性遺伝子配列を、PCR法により、Life technology社製プラスミドpPIC9Kを鋳型とし、プライマー対G418r-BamHI-F(配列番号64)およびG418r-EcoRI-R(配列番号65)を用いて増幅することにより調製した。この断片をBamHIおよびEcoRIで処理し、同様に処理したプラスミドpmUkG1_MFαに連結した。得られた発現カセットX20を含むプラスミドをpGmUkG1_MFαと命名した。   The promoter region of the TDH1 gene from Pichia pastoris, the SpeI site, the MFα prepro leader sequence from Saccharomyces cerevisiae, the XhoI site, the green fluorescent protein (GFP) coding region, and the terminator region of the AOX1 gene from Pichia pastoris in this order The arranged fragments were gene-synthesized with sites for restriction enzymes HindIII and BamHI at both ends. In addition, the sea urchin mushroom green 1 (mUkG1) gene optimized to the codon of Pichia pastoris was used for GFP gene. This fragment was treated with HindIII and BamHI and ligated into similarly treated plasmid pUC19. The resulting plasmid was designated pmUkG1_MFα. Subsequently, the G418 resistance gene sequence is amplified by PCR using Life Technology's plasmid pPIC9K as a template and the primer pair G418r-BamHI-F (SEQ ID NO: 64) and G418r-EcoRI-R (SEQ ID NO: 65) Prepared by This fragment was treated with BamHI and EcoRI and ligated to the similarly treated plasmid pmUkG1_MFα. The resulting plasmid containing the expression cassette X20 was named pGmUkG1_MFα.

リゾプス・オリゼ由来グルコアミラーゼの分泌シグナルペプチド配列を、PCR法により、pIBG-SGSを鋳型とし、プライマー対MFa-SpeI-F(配列番号66)およびMFa-XhoI-R(配列番号67)を用いて増幅することにより調製した。この断片をSpeIおよびXhoIで処理し、同様に処理してMFα prepro leader配列を除いたプラスミドpGmUkG1_MFαに連結した。得られた発現カセットX21を含むプラスミドをpGmUkG1_GAと命名した。   The secretory signal peptide sequence of the lysozyme derived lysoamylase was sequenced by PCR using pIBG-SGS as a template and primer pair MFa-SpeI-F (SEQ ID NO: 66) and MFa-XhoI-R (SEQ ID NO: 67). Prepared by amplification. This fragment was treated with SpeI and XhoI and ligated into the plasmid pGmUkG1_MFα, which was treated in the same manner to remove the MFα prepro leader sequence. The plasmid containing the obtained expression cassette X21 was named pGmUkG1_GA.

サッカロマイセス・セレビシエ由来SED1の分泌シグナルペプチド配列を、PCR法により、サッカロマイセス・セレビシエBY4741株ゲノムを鋳型とし、プライマー対Sed1ss-SpeI-F(配列番号68)およびSed1ss-XhoI-R(配列番号69)を用いて増幅することにより調製した。この断片をSpeIおよびXhoIで処理し、同様に処理してMFα prepro leader配列を除いたプラスミドpGmUkG1_MFαに連結した。得られた発現カセットX22を含むプラスミドをpGmUkG1_SED1と命名した。   The secretory signal peptide sequence of SED1 derived from S. cerevisiae is PCR-based on the genome of S. cerevisiae BY4741 strain as a template and the primer pair Sed1ss-SpeI-F (SEQ ID NO: 68) and Sed1ss-XhoI-R (SEQ ID NO: 69) Prepared by amplification using. This fragment was treated with SpeI and XhoI and ligated into the plasmid pGmUkG1_MFα, which was treated in the same manner to remove the MFα prepro leader sequence. The resulting plasmid containing the expression cassette X22 was named pGmUkG1_SED1.

(調製例2:各種形質転換酵母の調製)
調製例1に記載の以下のプラスミド(pIBG-SGS、pIBG-SSS、pIBG-SMS、pIBG-SHS、pIBG-SGsec、pIBG-SSsec、pIBG-SMsec、pIBG-SHsec、pIEG-SGS、pIEG-SSS、pIEG-SMS、pIBG-TGS、pIBG-TSS、pIBG-TMS、pIBG-PGS、pIBG-PSS、pIBG-PMS、pIBG-CSsec、およびpIBG-CCsec)をNdeIで処理し、それぞれ酵母サッカロマイセス・セレビシエBY4741株(MATα his3 leu2 met15 ura3株)に供し、酢酸リチウム法により形質転換した。これらの形質転換株をそれぞれBY-BG-SGS株、BY-BG-SSS株、BY-BG-SMS株、BY-BG-SHS株、BY-BG-SGsec株、BY-BG-SSsec株、BY-BG-SMsec株、BY-BG-SHsec株、BY-EG-SGS株、BY-EG-SSS株、BY-EG-SMS株、BY-BG-TGS株、BY-BG-TSS株、BY-BG-TMS株、BY-BG-PGS株、BY-BG-PSS株、BY-BG-PMS株、BY-BG-CSsec株、およびBY-BG-CCsec株と称する。
Preparation Example 2 Preparation of Various Transformed Yeasts
The following plasmids described in Preparation Example 1 (pIBG-SGS, pIBG-SSS, pIBG-SMS, pIBG-SHS, pIBG-SGsec, pIBG-SSsec, pIBG-SMsec, pIBG-SHsec, pIEG-SGS, pIEG-SSS, pIEG-SMS, pIBG-TGS, pIBG-TSS, pIBG-TMS, pIBG-PGS, pIBG-PSS, pIBG-PMS, pIBG-CSsec, and pIBG-CCsec) are treated with NdeI, and each strain is yeast Saccharomyces cerevisiae strain BY4741. The cells were subjected to (MATα his3 leu2 met15 ura3 strain) and transformed by the lithium acetate method. These transformed strains are respectively BY-BG-SGS strain, BY-BG-SSS strain, BY-BG-SMS strain, BY-BG-SHS strain, BY-BG-SGS strain, BY-BG-SSsec strain, BY -BG-SMsec strain, BY-BG-SHsec strain, BY-EG-SGS strain, BY-EG-SSS strain, BY-EG-SMS strain, BY-BG-TGS strain, BY-BG-TSS strain, BY- It is referred to as BG-TMS strain, BY-BG-PGS strain, BY-BG-PSS strain, BY-BG-PMS strain, BY-BG-CSsec strain, and BY-BG-CCsec strain.

調製例1に記載の以下のプラスミド(pGmUkG1_MFa、pGmUkG1_GA、およびpGmUkG1_SED1)をBsiWIで処理し、それぞれ酵母ピキア・パストリスCBS7435株(野生株)に供し、酢酸リチウム法により形質転換した。これらの形質転換株をそれぞれPP-GFP-MFα株、PP-GFP-GA株、およびPP-GFP-SED1株と称する。   The following plasmids (pGmUkG1_MFa, pGmUkG1_GA, and pGmUkG1_SED1) described in Preparation Example 1 were treated with BsiWI, respectively provided to the yeast Pichia pastoris CBS7435 strain (wild strain), and transformed by the lithium acetate method. These transformants are referred to as PP-GFP-MFα strain, PP-GFP-GA strain, and PP-GFP-SED1 strain, respectively.

(試験例1:β−グルコシダーゼ活性(BGL)の検討)
表層提示株については菌体のBGL活性(乾燥菌体重量当たりの活性量(U))を、そして分泌株については培地中のBGL活性(培地1L当たりの活性量(U))を測定した。β−グルコシダーゼ(BGL)活性の検討を以下の手順に従って行った。
Test Example 1 Examination of β-Glucosidase Activity (BGL)
For surface-displayed strains, BGL activity (amount of activity per dry cell weight (U)) of the cells was measured, and for secreted strains, BGL activity in the medium (activity amount (U) per liter of medium) was measured. Examination of (beta) -glucosidase (BGL) activity was performed according to the following procedures.

菌体をSD培地(ロイシン、メチオニン、およびウラシルを補充)5mLに移植し、30℃、180rpmにて18時間培養し(前培養)、次いで1×YPD培地50mLに移植し(初発OD600=0.05)、30℃、150rpmにて培養した(本培養)。本培養開始からの24時間経過ごとに培養液をそれぞれ回収し、1,000g、5分間の遠心分離にて菌体と培地とを分離した。The cells are transferred to 5 mL of SD medium (supplemented with leucine, methionine, and uracil), cultured at 30 ° C., 180 rpm for 18 hours (pre-culture), and then transferred to 50 mL of 1 × YPD medium (initial OD 600 = 0). .05), cultured at 30 ° C., 150 rpm (main culture). The culture solution was collected each 24 hours after the start of the main culture, and the cells and the medium were separated by centrifugation at 1,000 g for 5 minutes.

菌体のβ−グルコシダーゼ活性の測定は、以下のように行った:
(1)菌体を蒸留水で2回洗浄;
(2)反応液500μL(組成:10mM pNPG(p−ニトロフェニル−β−D−グルコピラノシド)100μL(最終濃度2mM);500mM クエン酸ナトリウム緩衝液(pH5.0) 50μL(最終濃度50mM);蒸留水250μL;および酵母懸濁液100μL)(最終菌体濃度1〜10g湿潤菌体/L))を調製し、500rpm、30℃にて10分間反応;
(3)反応終了後、3M NaCO 500μLを加え反応を停止;そして
(4)10,000gで5分間遠心後、上清の400nmにおける吸光度ABS400を測定。1分間で1μmolのpNP(p−ニトロフェノール)を遊離する酵素量を1Uとする。
The measurement of the β-glucosidase activity of the cells was performed as follows:
(1) Wash the cells twice with distilled water;
(2) 500 μl of reaction solution (composition: 100 μl of 10 mM pNPG (p-nitrophenyl-β-D-glucopyranoside) (final concentration 2 mM); 500 mM sodium citrate buffer (pH 5.0) 50 μl (final concentration 50 mM); distilled water 250 μL; and 100 μL of yeast suspension (final cell concentration 1 to 10 g wet cells / L)), and react at 500 rpm and 30 ° C. for 10 minutes;
(3) After completion of the reaction, 500 μL of 3 M Na 2 CO 3 was added to stop the reaction; and (4) After centrifuging at 10,000 g for 5 minutes, the absorbance ABS 400 at 400 nm of the supernatant was measured. The amount of enzyme that liberates 1 μmol of pNP (p-nitrophenol) in 1 minute is 1 U.

培地中のBGL活性を測定する場合は、上記反応液の調製を、酵母懸濁液の代わりに培地100μLを添加して行った以外は、上述のとおりに行った。   When measuring BGL activity in the culture medium, the above reaction solution was prepared as described above except that 100 μL of culture medium was added instead of the yeast suspension.

(試験例2:エンドグルカナーゼ(EG)活性の検討)
表層提示株について、菌体のEG活性(乾燥菌体重量当たりの活性量(U))を以下の手順に従って行った。
Test Example 2 Examination of Endoglucanase (EG) Activity
The EG activity (active amount per dry cell weight (U)) of the surface layer-displayed strain was determined according to the following procedure.

菌体をSD培地(ロイシン、メチオニン、およびウラシルを補充)5mLに移植し、30℃、180rpmにて18時間培養し(前培養)、次いで1×YPD培地50mLに移植し(初発OD600=0.05)、30℃、150rpmにて培養した(本培養)。本培養開始からの48時間後に培養液をそれぞれ回収し、1,000g、5分間の遠心分離にて菌体と培地とを分離した。The cells are transferred to 5 mL of SD medium (supplemented with leucine, methionine, and uracil), cultured at 30 ° C., 180 rpm for 18 hours (pre-culture), and then transferred to 50 mL of 1 × YPD medium (initial OD 600 = 0). .05), cultured at 30 ° C., 150 rpm (main culture). Forty-eight hours after the start of the main culture, each culture solution was collected, and the cells and the medium were separated by centrifugation at 1,000 g for 5 minutes.

菌体のエンドグルカナーゼ活性の測定は、以下のように行った:
(1)菌体を蒸留水で2回洗浄;
(2)反応液2500μL(組成:セラザイムCタブレット(Megazyme社製)1錠;500mM クエン酸ナトリウム緩衝液(pH5.0) 250μL(最終濃度50mM);蒸留水2000μL;および酵母懸濁液250μL(最終菌体濃度10g湿潤菌体/L))を調製し、静置、38℃にて4時間反応;
(3)反応終了後、10,000gで5分間遠心後、上清の590nmの吸光度ABS590を測定。
Measurement of endoglucanase activity of the cells was performed as follows:
(1) Wash the cells twice with distilled water;
(2) Reaction solution 2500 μL (Composition: 1 tablet of Cerazyme C tablet (Megazyme); 500 mM sodium citrate buffer (pH 5.0) 250 μL (final concentration 50 mM); 2000 μL distilled water; and 250 μL yeast suspension (final 10 g wet cell / L)), let stand and react at 38 ° C. for 4 hours;
(3) After completion of the reaction, after centrifuging at 10,000 g for 5 minutes, the absorbance 590 nm of the supernatant ABS 590 is measured.

(試験例3:ピキア・パストリスにおけるGFP分泌発現の検討)
キア・パストリスのGFP分泌株については培地中のGFP蛍光強度を以下の手順に従って行った。
Test Example 3: Examination of GFP Secretion Expression in Pichia pastoris
For the GFP-secreting strain of Kia pastoris, GFP fluorescence intensity in the medium was measured according to the following procedure.

菌体を96穴ディープウェルプレートに入れたBMGY培地500μLに移植し、30℃、1800rpmにて18時間培養し(前培養)、次いでそれぞれの前培養液を96穴ディープウェルプレートに入れたフレッシュなBMGY培地500μLに移植し、30℃、1800rpmにて培養した(本培養)。本培養開始からの24時間後に96穴ディープウェルプレートを3,000rpm、5分間遠心し、それぞれの培養上清を得た。   The cells were transferred to 500 μL of BMGY medium in a 96-well deep well plate, cultured at 30 ° C. and 1800 rpm for 18 hours (pre-culture), and then each preculture was placed in a 96-well deep well plate. The cells were transferred to 500 μL of BMGY medium, and cultured at 30 ° C. and 1800 rpm (main culture). Twenty-four hours after the start of the main culture, the 96-well deep well plate was centrifuged at 3,000 rpm for 5 minutes to obtain respective culture supernatants.

各培養上清100μLを96穴ブラックプレートへ添加し、各ウェルのGFP蛍光強度(励起波長:485nm:蛍光波長:510nm)をEnVison 2104 Multilabel Reader (Perkin Elmer社製) にて測定した。   100 μL of each culture supernatant was added to a 96-well black plate, and GFP fluorescence intensity (excitation wavelength: 485 nm: fluorescence wavelength: 510 nm) of each well was measured with EnVison 2104 Multilabel Reader (manufactured by Perkin Elmer).

(実施例1:β−グルコシダーゼ表層提示における各種分泌シグナルの比較)
本実施例では、X1〜X4のそれぞれの発現カセットを含むプラスミドを導入して得られた各種の表層提示形質転換酵母(BY-BG-SGS株、BY-BG-SSS株、BY-BG-SMS株、およびBY-BG-SHS株)について、菌体のBGL活性を測定した。
(Example 1: Comparison of various secretion signals in β-glucosidase surface display)
In this example, various surface-displayed transformed yeasts (BY-BG-SGS strain, BY-BG-SSS strain, BY-BG-SMS strain) obtained by introducing a plasmid containing each expression cassette of X1 to X4 The BGL activity of the cells was measured for the strain and the BY-BG-SHS strain).

この結果を図1に示す。図1の横軸は培養時間(「時間(時間)」)を示し、そして縦軸は、β−グルコシダーゼ活性(乾燥菌体重量当たりの活性量(「U/g乾燥菌体重量」)を示す。図1中の記号は以下の通りである:黒丸、SED1分泌シグナル(SED1);黒菱形、リゾプス・オリゼ由来グルコアミラーゼ分泌シグナル(GA);黒三角、MFαprepro(MFα);および黒四角、HKR1分泌シグナル(HKR1)。   The results are shown in FIG. The horizontal axis of FIG. 1 indicates the culture time (“time (hour)”), and the vertical axis indicates the β-glucosidase activity (active amount per dry cell weight (“U / g dry cell weight”)) Symbols in Fig. 1 are as follows: black circle, SED1 secretion signal (SED1); black diamond, glucoamylase secretion signal (GA) from Rhizopus oryzae; black triangle, MFα prepro (MFα); Secretion signal (HKR1).

図1に示されるように、SED1分泌シグナルを用いたBGL表層提示形質転換株は、従来高効率な分泌タンパク質発現によく用いられているMFαpreproや、表層提示タンパク質発現によく用いられているリゾプス・オリゼ由来グルコアミラーゼ分泌シグナルを用いた形質転換株と比較しても、相当に高い表層BGL活性を示すことが分かった。   As shown in FIG. 1, the BGL surface-displayed transformed strain using the SED1 secretion signal can be produced by MFα prepro, which is often used for highly efficient secretion protein expression, or Rhizopus, which is often used for surface-displayed protein expression. It was found that even when compared with the transformed strain using the Oryze-derived glucoamylase secretion signal, it exhibited considerably higher surface layer BGL activity.

(実施例2:β−グルコシダーゼ分泌における各種分泌シグナルの比較)
本実施例では、X5〜X8のそれぞれの発現カセットを含むプラスミドを導入して得られた各種の分泌形質転換酵母(BY-BG-SGsec株、BY-BG-SSsec株、BY-BG-SMsec株、およびBY-BG-SHsec株)について、培地中のBGL活性を測定した。
Example 2 Comparison of Various Secretion Signals in β-Glucosidase Secretion
In this example, various secretory transformed yeasts (BY-BG-SGsec strain, BY-BG-SSsec strain, BY-BG-SMsec strain) obtained by introducing a plasmid containing each expression cassette of X5 to X8 , And BY-BG-SHsec) were measured for BGL activity in the culture medium.

この結果を図2に示す。図2の横軸は培養時間(「時間(時間)」)を示し、そして縦軸は、β−グルコシダーゼ活性(培地中の活性量(「U/L」)を示す。図2中の記号は以下の通りである:黒丸、SED1分泌シグナル(SED1);黒菱形、グルコアミラーゼ分泌シグナル(GA);黒三角、MFαprepro(MFα);および黒四角、HKR1分泌シグナル(HKR1)。   The results are shown in FIG. The horizontal axis of FIG. 2 indicates the culture time (“time (hour)”), and the vertical axis indicates β-glucosidase activity (activity in the medium (“U / L”). The symbols in FIG. Black circles, SED1 secretion signal (SED1); closed diamonds, glucoamylase secretion signal (GA); closed triangles, MFα prepro (MFα); and closed squares, HKR1 secretion signal (HKR1).

図2に示されるように、SED1分泌シグナルを用いたBGL分泌形質転換株は、従来高効率な分泌タンパク質発現によく用いられているMFαpreproや、表層提示タンパク質発現によく用いられているリゾプス・オリゼ由来グルコアミラーゼ分泌シグナルを用いた形質転換株と比較しても、相当に高いBGL活性を示すことが分かった。   As shown in FIG. 2, BGL-secreted transformants using the SED1 secretion signal are MFα prepro, which is often used for highly efficient secretory protein expression, and Rhizopus olize, which is often used for surface-displayed protein expression. It was found that even when compared with a transformant using a glucoamylase secretion signal derived from the strain, it exhibited a considerably higher BGL activity.

(実施例3:エンドグルカナーゼ表層提示における各種分泌シグナルの比較)
本実施例では、X9〜X11のそれぞれの発現カセットを含むプラスミドを導入して得られた各種の表層提示転換酵母(BY-EG-SGS株、BY-EG-SSS株、およびBY-EG-SMS株)について、菌体のEG活性を測定した。
(Example 3: Comparison of various secretion signals in endoglucanase surface display)
In this example, various surface-displayed transformed yeasts (BY-EG-SGS strain, BY-EG-SSS strain, and BY-EG-SMS strain) obtained by introducing a plasmid containing each expression cassette of X9 to X11 The EG activity of the cells was measured for each strain.

この結果を図3に示す。図3の縦軸は、EG活性(吸光度測定値(「ABS590」)を示す。図3の棒グラフは、左から順に:リゾプス・オリゼ由来グルコアミラーゼ分泌シグナル(GA)、MFαprepro(MFα)およびSED1分泌シグナル(SED1)を表す。   The results are shown in FIG. The vertical axis in FIG. 3 indicates EG activity (absorbance measurement value (“ABS 590”). The bar graph in FIG. 3 sequentially from the left: Rhizopus ・ Oryzae-derived glucoamylase secretion signal (GA), MFαprepro (MFα) and SED1 secretion Represents the signal (SED1).

図3に示されるように、エンドグルカナーゼ活性を指標とした場合でも、SED1分泌シグナルを用いた表層提示形質転換株は、従来よく用いられている分泌シグナルを用いた表層提示形質転換株よりも高い分泌効率を示すことが観察された。   As shown in FIG. 3, even when endoglucanase activity is used as an indicator, the surface-displayed transformant using the SED1 secretion signal is higher than the surface-displayed transformant using a commonly used secretion signal. It was observed to show secretion efficiency.

(実施例4:各種プロモーターとの組み合わせの検討)
本実施例では、X12〜X17のそれぞれの発現カセットを含むプラスミドを導入して得られた各種の表層提示転換酵母(BY-BG-TGS株、BY-BG-TSS株、BY-BG-TMS株、BY-BG-PGS株、BY-BG-PSS株、およびBY-BG-PMS株)について、菌体のBGL活性を測定した。
Example 4 Examination of Combination with Various Promoters
In this example, various surface-displayed transformed yeasts (BY-BG-TGS strain, BY-BG-TSS strain, and BY-BG-TMS strain) obtained by introducing a plasmid containing each expression cassette of X12 to X17. The BGL activity of the cells was measured for the BY-BG-PGS strain, the BY-BG-PSS strain, and the BY-BG-PMS strain).

この結果を図4に示す(上のグラフ:TDH3プロモーター;および下のグラフ:PGK1プロモーター)。図4の各グラフの横軸は培養時間(「時間(時間)」)を示し、そして縦軸は、β−グルコシダーゼ活性(乾燥菌体重量当たりの活性量(「U/g乾燥菌体重量」)を示す。図4中の記号は以下の通りである:黒四角、SED1分泌シグナル(SED1);黒菱形、リゾプス・オリゼ由来グルコアミラーゼ分泌シグナル(GA);および黒三角、MFα prepro(MFα)。   The results are shown in FIG. 4 (upper graph: TDH3 promoter; and lower graph: PGK1 promoter). The horizontal axis of each graph in FIG. 4 indicates the culture time ("time (hour)"), and the vertical axis indicates the β-glucosidase activity (the amount of activity per dry cell weight ("U / g dry cell weight") Symbols in Fig. 4 are as follows: closed square, SED1 secretion signal (SED1); closed diamond, glucoamylase secretion signal (GA) from Rhizopus oryzae; and closed triangle, MFα prepro (MFα) .

図4に示されるように、SED1プロモーター以外のプロモーターと組み合わせた場合も、SED1分泌シグナルを用いた株は、従来よく用いられている分泌シグナルを用いた表層提示形質転換株と同等以上の高い酵素活性を、安定して示すことが観察された。特に、TDH3プロモーターでは、図1に示したSED1プロモーターと組み合わせた場合と同様に、活性上昇率が顕著であった。   As shown in FIG. 4, even when combined with a promoter other than the SED1 promoter, the strain using the SED1 secretion signal is as high as or higher than the surface-displayed transformant strain using the secretion signal that is often used conventionally. It was observed that the activity was shown stably. In particular, in the TDH3 promoter, the increase in activity was remarkable as in the case of the combination with the SED1 promoter shown in FIG.

(実施例5:各種プロモーターとの組み合わせの検討)
本実施例では、X18およびX19のそれぞれの発現カセットを含むプラスミドを導入して得られた各種の分泌形質転換酵母(BY-BG-CSsec株、およびBY-BG-CCsec株)について、培地中のBGL活性を測定した。
Example 5 Examination of Combination with Various Promoters
In this example, various secretion transformed yeasts (BY-BG-CSsec strain and BY-BG-CCsec strain) obtained by introducing a plasmid containing each expression cassette of X18 and X19 in the medium BGL activity was measured.

この結果を図5に示す。図5の横軸は培養時間(「時間(時間)」)を示し、そして縦軸は、β−グルコシダーゼ活性(培地中の活性量(「U/L」)を示す。図5中の記号は以下の通りである:黒菱形、CWP2プロモーター+SED1分泌シグナル;および黒四角、CWP2プロモーター+CWP2分泌シグナル。   The results are shown in FIG. The horizontal axis of FIG. 5 indicates the culture time (“time (hour)”), and the vertical axis indicates the β-glucosidase activity (activity in the medium (“U / L”). The symbols in FIG. Black diamonds, CWP2 promoter plus SED1 secretion signal; and black squares, CWP2 promoter plus CWP2 secretion signal.

図5に示されるように、CWP2プロモーターについて、SED1分泌シグナルと併せて用いた分泌形質転換株は、同じ遺伝子に由来するCWP2分泌シグナルと併せて用いた分泌形質転換株と比較しても、高いBGL活性を示すことが観察された。   As shown in FIG. 5, with respect to the CWP2 promoter, the secretory transformants used in combination with the SED1 secretion signal are higher than the secretory transformants used in combination with the CWP2 secretion signal derived from the same gene. It was observed to show BGL activity.

(実施例6:異種酵母における分泌能力の検討)
本実施例では、X20、X21およびX22のそれぞれの発現カセットを含むプラスミドを導入して得られた酵母ピキア・パストリスのGFP分泌形質転換体(PP-GFP-MFα株、PP-GFP-GA株、およびPP-GFP-SED1株と称する。)について、培地中のGFP蛍光強度を測定した。
Example 6 Examination of Secretory Ability in Heterologous Yeast
In this example, a GFP-secreting transformant (PP-GFP-MFα strain, PP-GFP-GA strain) of yeast Pichia pastoris obtained by introducing a plasmid containing each expression cassette of X20, X21 and X22 And GFP-GFP-SED1 strain) were measured for GFP fluorescence intensity in the medium.

この結果を図6に示す。図6の縦軸は、PP-GFP-MFα株の培地中のGFP蛍光強度を1とした場合の各株の培地中のGFP蛍光強度の相対値を示す。図6の棒グラフは、左から順に:MFαprepro(MFα)、リゾプス・オリゼ由来グルコアミラーゼ分泌シグナル(GA)、およびSED1分泌シグナル(SED1)を表す。   The results are shown in FIG. The vertical axis in FIG. 6 indicates the relative value of the GFP fluorescence intensity in the culture medium of each strain when the GFP fluorescence intensity in the culture medium of the PP-GFP-MFα strain is 1. The bar graph in FIG. 6 represents, from left to right: MFα prepro (MFα), Rhizopus oryzae-derived glucoamylase secretion signal (GA), and SED1 secretion signal (SED1).

図6に示されるように、ピキア・パストリスを宿主とした場合にも、SED1分泌シグナルを用いた分泌形質転換株は、従来よく用いられている分泌シグナルを用いた分泌形質転換株よりも相当に高いGFP蛍光強度を示すことが観察された。この結果から、SED1分泌シグナルが、サッカロマイセス・セレビシエ以外の酵母種を宿主とした場合でも、タンパク質の分泌量を従来よりも向上させることができることが示された。   As shown in FIG. 6, even when Pichia pastoris is used as a host, the secretory transformant using the SED1 secretion signal is considerably more than the secretory transformant using the secretory signal which is commonly used in the prior art. It was observed to show high GFP fluorescence intensity. From this result, it was shown that the secretion amount of protein can be improved more than before even when the SED1 secretion signal is a host of yeast species other than Saccharomyces cerevisiae.

本発明によれば、酵素等の様々なタンパク質を効率良く細胞外に分泌、または細胞表層に提示できる。これにより、酵母を用いた物質生産の効率化、低コスト化およびその普及の促進に非常に有用である。より具体的な応用分野としては、抗体、酵素等のタンパク質の分泌生産、セルロース分解酵素を細胞表層に提示した酵母によるセルロース系バイオマスからの化学品生産等の効率化、低コスト化が考えられる。   According to the present invention, various proteins such as enzymes can be efficiently secreted extracellularly or presented on the cell surface. Thereby, it is very useful for the efficiency improvement of the substance production using yeast, cost reduction, and promotion of the spread. As more specific application fields, it may be considered that the secretory production of proteins such as antibodies and enzymes, and the efficient production of chemical products from cellulosic biomass by the yeast having cellulolytic enzymes displayed on the cell surface, and cost reduction.

Claims (10)

以下の(i)、(ii)および(iii)をこの順で含む、発現ベクター:
(i)SED1プロモーターDNA、
(ii)以下:
(a)配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、
(b)配列番号2で表されるアミノ酸配列と少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有し、分泌シグナル活性を有するペプチド、
(c)配列番号2で表されるアミノ酸配列に対して1または数個のアミノ酸残基を置換、欠失または付加して得られるアミノ酸配列であって、かつ配列番号2で表されるアミノ酸配列と少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有し、分泌シグナル活性を有するペプチド、
(d)配列番号1で表される塩基配列と少なくとも90%の配列同一性を有する塩基配列によってコードされ、分泌シグナル活性を有するペプチド、および
(e)配列番号1で表される塩基配列からなるDNAの相補鎖とハイブリダイズし、かつ配列番号1で表される塩基配列と少なくとも90%の配列同一性を有する塩基配列によってコードされ、かつ分泌シグナル活性を有するペプチド、
からなる群より選択されるいずれかのペプチドをコードするDNA;ならびに
(iii)目的タンパク質をコードするDNA、または該目的タンパク質をコードするDNAを挿入するためのクローニング部位。
An expression vector comprising the following (i), (ii) and (iii) in this order :
(I) SED1 promoter DNA,
(Ii) the following:
(A) a peptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2,
(B) a peptide having an amino acid sequence having at least 90% sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 and having a secretory signal activity,
(C) An amino acid sequence obtained by substituting, deleting or adding one or several amino acid residues to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 and represented by SEQ ID NO: 2 A peptide having an amino acid sequence having at least 90% sequence identity with and having a secretory signal activity,
(D) a peptide encoded by a nucleotide sequence having at least 90% sequence identity to the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 and having a secretory signal activity, and (e) consisting of the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 A peptide which is hybridized with a complementary strand of DNA and encoded by a base sequence having at least 90% sequence identity to the base sequence represented by SEQ ID NO: 1, and which has a secretory signal activity,
DNA encoding any peptide selected from the group consisting of: (iii) DNA encoding the target protein, or a cloning site for inserting DNA encoding the target protein.
前記(iii)が目的タンパク質をコードするDNAである、請求項1に記載の発現ベクター。   The expression vector according to claim 1, wherein (iii) is a DNA encoding a target protein. 請求項に記載の発現ベクターが導入された形質転換酵母。 A transformed yeast into which the expression vector according to claim 2 has been introduced. タンパク質を分泌生産する酵母の作製方法であって、
SED1プロモーターDNA;(a)配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、(b)配列番号2で表されるアミノ酸配列と少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有し、分泌シグナル活性を有するペプチド、(c)配列番号2で表されるアミノ酸配列に対して1または数個のアミノ酸残基を置換、欠失または付加して得られるアミノ酸配列であって、かつ配列番号2で表されるアミノ酸配列と少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有し、分泌シグナル活性を有するペプチド、(d)配列番号1で表される塩基配列と少なくとも90%の配列同一性を有する塩基配列によってコードされ、分泌シグナル活性を有するペプチド、および(e)配列番号1で表される塩基配列からなるDNAの相補鎖とハイブリダイズし、かつ配列番号1で表される塩基配列と少なくとも90%の配列同一性を有する塩基配列によってコードされ、分泌シグナル活性を有するペプチドからなる群より選択されるいずれかのペプチドをコードするDNA;ならびに目的タンパク質をコードするDNAをこの順で含む発現カセットを酵母に導入し、形質転換酵母を得る工程、
を含む、方法。
A method for producing a yeast that secretes and produces a protein, comprising
SED1 promoter DNA; (a) a peptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, (b) an amino acid sequence having at least 90% sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2; (C) an amino acid sequence obtained by substituting, deleting or adding one or several amino acid residues to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2; A peptide having an amino acid sequence having at least 90% sequence identity with the amino acid sequence shown and having secretory signal activity, (d) having at least 90% sequence identity with the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 A complementary strand of DNA encoded by the nucleotide sequence and having a secretory signal activity, and (e) a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 It encodes any peptide selected from the group consisting of a hybridizing peptide having a sequence identity of at least 90% with the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 and having a secretory signal activity Introducing an expression cassette containing DNA; and DNA encoding a target protein in this order into the yeast to obtain a transformed yeast,
Method, including.
酵母においてタンパク質を分泌生産する方法であって、
請求項に記載の形質転換酵母または請求項に記載の方法により作製された酵母を培養する工程
を含む、方法。
A method of secretory production of a protein in yeast, comprising
Comprising culturing the prepared yeast by the method described in transformed yeast or claim 4 according to claim 3, method.
以下の(i)、(ii)、(iii)および(iv)をこの順で含む、発現ベクター:
(i)SED1プロモーターDNA、
(ii)以下:
(a)配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド;
(b)配列番号2で表されるアミノ酸配列と少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有し、分泌シグナル活性を有するペプチド、
(c)配列番号2で表されるアミノ酸配列に対して1または数個のアミノ酸残基を置換、欠失または付加して得られるアミノ酸配列であって、かつ配列番号2で表されるアミノ酸配列と少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有し、分泌シグナル活性を有するペプチド、
(d)配列番号1で表される塩基配列と少なくとも90%の配列同一性を有する塩基配列によってコードされ、分泌シグナル活性を有するペプチド、および
(e)配列番号1で表される塩基配列からなるDNAの相補鎖とハイブリダイズし、かつ配列番号1で表される塩基配列と少なくとも90%の配列同一性を有する塩基配列によってコードされ、分泌シグナル活性を有するペプチド、
からなる群より選択されるいずれかのペプチドをコードするDNA;
(iii)目的タンパク質をコードするDNA、または該目的タンパク質をコードするDNAを挿入するためのクローニング部位;ならびに、
(iv)アンカードメインをコードするDNA。
An expression vector comprising the following (i), (ii), (iii) and (iv) in this order :
(I) SED1 promoter DNA,
(Ii) the following:
(A) a peptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2;
(B) a peptide having an amino acid sequence having at least 90% sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 and having a secretory signal activity,
(C) An amino acid sequence obtained by substituting, deleting or adding one or several amino acid residues to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 and represented by SEQ ID NO: 2 A peptide having an amino acid sequence having at least 90% sequence identity with and having a secretory signal activity,
(D) a peptide encoded by a nucleotide sequence having at least 90% sequence identity to the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 and having a secretory signal activity, and (e) consisting of the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 A peptide having a secretory signal activity, which is encoded by a base sequence that hybridizes with a complementary strand of DNA and has at least 90% sequence identity to the base sequence shown in SEQ ID NO: 1,
DNA encoding any peptide selected from the group consisting of
(Iii) a DNA encoding a target protein, or a cloning site for inserting a DNA encoding the target protein;
(Iv) DNA encoding an anchor domain.
前記アンカードメインがSED1アンカードメインである、請求項に記載の発現ベクター。 The expression vector according to claim 6 , wherein the anchor domain is a SED1 anchor domain. 前記(iii)が目的タンパク質をコードするDNAである、請求項またはに記載の発現ベクター。 The expression vector according to claim 6 or 7 , wherein said (iii) is a DNA encoding a target protein. 請求項に記載の発現ベクターが導入された形質転換酵母。 A transformed yeast into which the expression vector according to claim 8 has been introduced. タンパク質を表層提示する酵母の作製方法であって、
SED1プロモーターDNA;(a)配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、(b)配列番号2で表されるアミノ酸配列と少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有し、分泌シグナル活性を有するペプチド、(c)配列番号2で表されるアミノ酸配列に対して1または数個のアミノ酸残基を置換、欠失または付加して得られるアミノ酸配列であって、かつ配列番号2で表されるアミノ酸配列と少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有し、分泌シグナル活性を有するペプチド、(d)配列番号1で表される塩基配列と少なくとも90%の配列同一性を有する塩基配列によってコードされ、分泌シグナル活性を有するペプチド、および(e)配列番号1で表される塩基配列からなるDNAの相補鎖とハイブリダイズし、かつ配列番号1で表される塩基配列と少なくとも90%の配列同一性を有する塩基配列によってコードされ、分泌シグナル活性を有するペプチドからなる群より選択されるいずれかのペプチドをコードするDNA;目的タンパク質をコードするDNA;ならびにアンカードメインをコードするDNAをこの順で含む発現カセットを酵母に導入し、形質転換酵母を得る工程、
を含む、方法。
A method for producing yeast which surface-displays a protein, comprising
SED1 promoter DNA; (a) a peptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, (b) an amino acid sequence having at least 90% sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2; (C) an amino acid sequence obtained by substituting, deleting or adding one or several amino acid residues to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2; A peptide having an amino acid sequence having at least 90% sequence identity with the amino acid sequence shown and having secretory signal activity, (d) having at least 90% sequence identity with the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 A complementary strand of DNA encoded by the nucleotide sequence and having a secretory signal activity, and (e) a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 It encodes any peptide selected from the group consisting of a hybridizing peptide having a sequence identity of at least 90% with the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 and having a secretory signal activity DNA: DNA encoding a target protein; and an expression cassette comprising, in this order, DNA encoding an anchor domain is introduced into yeast to obtain a transformed yeast,
Method, including.
JP2016538422A 2014-07-31 2015-07-30 Secretion signal peptide and protein secretion and cell surface display using the same Active JP6537076B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014156796 2014-07-31
JP2014156796 2014-07-31
PCT/JP2015/071608 WO2016017736A1 (en) 2014-07-31 2015-07-30 Secretion signal peptide, and protein secretory production and cell surface display using said secretion signal peptide

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2016017736A1 JPWO2016017736A1 (en) 2017-05-18
JP6537076B2 true JP6537076B2 (en) 2019-07-03

Family

ID=55217633

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016538422A Active JP6537076B2 (en) 2014-07-31 2015-07-30 Secretion signal peptide and protein secretion and cell surface display using the same

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20170218382A1 (en)
JP (1) JP6537076B2 (en)
WO (1) WO2016017736A1 (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11406497B2 (en) 2013-03-14 2022-08-09 Jc Medical, Inc. Heart valve prosthesis
US11259923B2 (en) 2013-03-14 2022-03-01 Jc Medical, Inc. Methods and devices for delivery of a prosthetic valve
CA3056555A1 (en) * 2017-03-13 2018-09-20 Lallemand Hungary Liquidity Management Llc Recombinant yeast host cells expressing cell-associated heterologous proteins
JP7194112B2 (en) * 2017-03-13 2022-12-21 ラレマンド ハンガリー リクィディティー マネジメント エルエルシー Recombinant Yeast Host Cells Expressing Cell-associated Heterologous Proteins
JPWO2018207889A1 (en) 2017-05-11 2020-05-14 関西化学機械製作株式会社 α-galactosidase surface-displaying microorganism and use thereof
JP7072792B2 (en) * 2017-12-11 2022-05-23 国立大学法人神戸大学 Bispecific antibody
AU2019205321A1 (en) 2018-01-07 2020-07-23 Jc Medical, Inc. Prosthetic heart valve delivery system
JOP20210262A1 (en) * 2019-03-25 2023-01-30 Alteogen Inc Pharmaceutical composition, comprising human hyaluronidase ph20 variant and drug, for subcutaneous injection
CN113354723A (en) * 2021-04-29 2021-09-07 中山大学 Genetically secreted peptide GL of genetically improved tilapia and application thereof

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100475133B1 (en) * 2002-09-13 2005-03-10 한국생명공학연구원 Method for screening of a lipase having improved enzymatic activity using yeast surface display vector and the lipase
JP5354559B2 (en) * 2005-11-24 2013-11-27 独立行政法人産業技術総合研究所 Highly efficient secretory signal peptides and protein expression systems using them
JP2009183249A (en) * 2008-02-08 2009-08-20 Gekkeikan Sake Co Ltd Method of preparing bioethanol
KR101653809B1 (en) * 2011-06-21 2016-09-05 한국생명공학연구원 A novel fabricated translational fusion partner for secretory production of foreign protein, a process for preparing the foreign protein using the same and a screening method of the same

Also Published As

Publication number Publication date
US20170218382A1 (en) 2017-08-03
JPWO2016017736A1 (en) 2017-05-18
WO2016017736A1 (en) 2016-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6537076B2 (en) Secretion signal peptide and protein secretion and cell surface display using the same
US11332728B2 (en) Yeast strains for the expression and secretion of heterologous proteins at high temperatures
DK2361311T3 (en) MAKE EXPRESSIVE CELLULASES FOR SIMULTANEOUS INSURANCE AND ACTION BY CELLULOSE
CA3021166C (en) Heterologous expression of fungal cellobiohydrolases in yeast
JP6335161B2 (en) Polynucleotide for cell surface expression
WO2014151805A2 (en) Expression of beta-glucosidases for hydrolysis of lignocellulose and associated oligomers
WO2008155665A2 (en) Method for enhancing cellobiose utilization
CN116888142A (en) Recombinant yeast host cells with increased growth rates
JP5771920B2 (en) Thermostable cellobiohydrolase and use thereof
Wei et al. Molecular cloning and characterization of two major endoglucanases from Penicillium decumbens
JP5628544B2 (en) Protein for constructing a protein complex derived from clostridium thermocellum and use thereof
JP5810489B2 (en) Protein having cellulase activity and use thereof
JP2014504877A (en) Advanced fermentation of cellodextrin and β-D-glucose
Guo et al. A food-grade industrial arming yeast expressing β-1, 3-1, 4-glucanase with enhanced thermal stability
JP7319652B2 (en) protein cell surface expressing yeast
KR101412468B1 (en) Mutant Beta-glucosidase with Advanced Activity and Process for Preparing Bio-ethanol Employing the Same
JP6839424B2 (en) Selective secretory technology of proteins in fungi
JP2021090384A (en) Transformed yeast that expresses cellulase on cell surface layer
Yin et al. Construction of a shuttle vector for heterologous expression of a novel fungal α-amylase gene in Aspergillus oryzae
CN104769107B (en) The enhanced polypeptide of β glucosidase activities under low temperature
JP5780576B2 (en) Cellulolytic yeast and production method thereof
JP2012039966A (en) Protein having cellobiohydrolase activity with inactivated cellulose binding domain
JP2011160727A (en) Method for producing ethanol from cellulose at high temperature
JP6003077B2 (en) Enhancer of extracellular expression of sugar hydrolase and use thereof
KR100928527B1 (en) Cellulase coding genes derived from Formitopsis palustasis FPFRI 0507 strain and expression method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A529 Written submission of copy of amendment under article 34 pct

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A5211

Effective date: 20170124

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180213

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20180410

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190212

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190227

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190514

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190529

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6537076

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250